(57)【要約】【課題】  複数種類の光記録媒体に対して記録及び／又は再生を行うための、小型で安定したトラック誤差信号が得られ、かつ効率が高い光ヘッド装置及び光学式情報記録再生装置を提供する。【解決手段】  二波長光源から出射した光ＰＤ、光ＰＣは、同一の偏光方向で回折光学素子３ａに入射する。回折格子１５ａ、１５ｂは複屈折性を有し、これらの部分では二つの光は偏光方向が直交している。６５０ｎｍ帯の光は回折格子１５ａで０次光、±１次回折光に分割され、回折格子１５ｂは透過する。７８０ｎｍ帯の光は回折格子１５ａは透過し、回折格子１５ｂで０次光、±１次回折光に分割される。二つの光は同一の偏光方向で回折光学素子３ａから出射し、偏光ビームスプリッタ、１／４波長板を経由して光記録媒体に向かう。【選択図】  図２
2005353225.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長の異なる複数の光の中からいずれか一つの光を選択的に出射可能な複数波長光源と、この複数波長光源からの出射光を光記録媒体上に集光する対物レンズと、前記光記録媒体からの反射光を受光する光検出器と、前記複数波長光源からの出射光と前記光記録媒体からの反射光とを分離する光分離素子と、前記複数波長光源と前記光分離素子との間に設けられ、前記複数波長光源からの出射光を更に複数の光に分割する回折光学素子と、を備えた光ヘッド装置において、
前記光分離素子は、前記回折光学素子からの前記出射光を前記光記録媒体へ導くと共に、前記光記録媒体からの前記反射光を前記光検出器へ導く偏光ビームスプリッタを含み、
この偏光ビームスプリッタに入射する前記波長の異なる複数の光のうち、少なくとも二つの光は偏光方向が同一の直線偏光である、
ことを特徴とする光ヘッド装置。
【請求項２】
前記回折光学素子は、複数個の波長板と複数個の回折格子とを積層した構成である、
請求項１記載の光ヘッド装置。
【請求項３】
前記複数個の回折格子の中の任意の回折格子に入射する前記波長の異なる複数の光のうち、いずれか一つの光の偏光方向が他の光の偏光方向に対して直交している、
請求項２記載の光ヘッド装置。
【請求項４】
前記任意の回折格子は、前記一つの光を複数の光に分割し、前記他の光を透過させる、
請求項３記載の光ヘッド装置。
【請求項５】
前記複数個の回折格子は、複屈折性を有する材料を含む、
請求項２乃至４のいずれかに記載の光ヘッド装置。
【請求項６】
前記回折光学素子は、前記任意の回折格子に隣接して、前記一つの光を回折により偏向させ、前記他の光を透過させる光軸補正用の回折格子を更に含む、
請求項３乃至５のいずれかに記載の光ヘッド装置。
【請求項７】
前記光軸補正用の回折格子は、複屈折性を有する材料を含む、
請求項６記載の光ヘッド装置。
【請求項８】
前記複数波長光源と前記光分離素子との間に設けられ、入射光の波長に応じて往路における前記対物レンズの倍率を変化させる第一の倍率制御素子と、
前記光分離素子と前記光検出器との間に設けられ、入射光の波長に応じて復路における前記対物レンズの倍率を変化させる第二の倍率制御素子と、
を更に備えた請求項１乃至７のいずれかに記載の光ヘッド装置。
【請求項９】
前記第一の倍率制御素子及び前記第二の倍率制御素子は、それぞれ複数個の波長板と回折レンズとを積層した構成である、
請求項８記載の光ヘッド装置。
【請求項１０】
前記回折レンズに入射する前記波長の異なる複数の光のうち、いずれか一つの光の偏光方向が他の光の偏光方向に対して直交している、
請求項９記載の光ヘッド装置。
【請求項１１】
前記回折レンズは、前記一つの光に回折によりレンズ効果を与え、前記他の光を透過させる、
請求項１０記載の光ヘッド装置。
【請求項１２】
前記回折レンズは、複屈折性を有する材料を含む、
請求項９乃至１１のいずれかに記載の光ヘッド装置。
【請求項１３】
前記回折光学素子と前記第一の倍率制御素子とが一体化されている、
請求項８乃至１２のいずれかに記載の光ヘッド装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれかに記載の光ヘッド装置と、前記複数波長光源を駆動する第一の回路と、前記光検出器の出力信号に基づいて再生信号及び誤差信号を生成する第二の回路と、前記誤差信号に基づいて前記対物レンズの位置を制御する第三の回路と、
を備えた光学式情報記録再生装置。
【請求項１５】
前記第一の回路は、前記複数波長光源を記録信号に基づいて駆動する、
請求項１４記載の光学式情報記録再生装置。
【請求項１６】
前記第一の回路は、前記複数波長光源を一定の出力で駆動する、
請求項１４記載の光学式情報記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数種類の光記録媒体に対して記録及び／又は再生を行うための光ヘッド装置及び光学式情報記録再生装置に関し、特に、小型で安定したトラック誤差信号が得られ、かつ効率が高い、光ヘッド装置及び光学式情報記録再生装置に関する。以下、ＨＤ ＤＶＤ用の４００ｎｍ帯の波長の光、ＤＶＤ用の６５０ｎｍ帯の波長の光及びＣＤ用の７８０ｎｍ帯の波長の光を、それぞれ光ＰＨ、光ＰＤ及び光ＰＣと呼ぶことにする。
【背景技術】
【０００２】
ＤＶＤ（ディジタル・バーサタイル・ディスク）やＣＤ（コンパクト・ディスク）のような、規格が異なる複数種類の光記録媒体に対して、記録や再生を行う光ヘッド装置が実用化されている。ところが、特定の規格の光記録媒体に対する記録再生特性は、特定の波長においてしか保証されていない。つまり、ＤＶＤ規格の光記録媒体に対する記録再生特性は光ＰＤにしか保証されず、ＣＤ規格の光記録媒体に対する記録再生特性は光ＰＣにしか保証されない。
【０００３】
このため、通常、規格が異なる複数種類の光記録媒体に対して記録や再生を行う光ヘッド装置は、それぞれの規格に対応した波長の光を出射する複数個の光源を搭載している。例えば、ＤＶＤ規格の光記録媒体とＣＤ規格の光記録媒体との両方に対して記録や再生を行う光ヘッド装置は、光ＰＤを出射する光源と光ＰＣを出射する光源とを搭載している。
【０００４】
一般に、これらの二個の光源はそれぞれが別々のパッケージに収納されているが、二個の光源を共通のパッケージに収納した二波長光源も実用化されている。このような二波長光源を光ヘッド装置の光学系に用いることにより、別々のパッケージに収納された二個の光源からの出射光を合成するための光合成手段が不要になるため、光ヘッド装置の光学系を小型化することができる。
【０００５】
ところで、光ヘッド装置におけるトラック誤差信号の検出方法として、差動プッシュプル法が知られている。差動プッシュプル法は、光ヘッド装置の対物レンズが光記録媒体の半径方向にシフトしてもトラック誤差信号にオフセットを生じないため、安定したトラック誤差信号が得られるという特徴を有する。この検出方法は、光ヘッド装置の光源と対物レンズとの間に設けられた回折光学素子によって、光源からの出射光をメインビームである０次光とサブビームである±１次回折光との三つの光に分割することにより実現される。これらの三つの光は、光記録媒体で反射され、光ヘッド装置の光検出器で別々に受光される。差動プッシュプル法では、光検出器で受光されたメインビームのプッシュプル信号とサブビームのプッシュプル信号との差をとることにより、トラック誤差信号が得られる。ここで、メインビームとサブビームとの光量の比は、回折光学素子における回折格子の溝の深さによって定められ、メインビームとサブビームとの光記録媒体上での間隔は、回折光学素子における回折格子の溝の周期によって定められる。
【０００６】
次に、ＤＶＤ規格の光記録媒体とＣＤ規格の光記録媒体との両方に対して記録や再生を行う光ヘッド装置において、ＤＶＤ規格の光記録媒体及びＣＤ規格の光記録媒体のそれぞれに対して、上に述べた回折光学素子を用いてトラック誤差信号の検出を行うことを考える。
【０００７】
光ヘッド装置の光学系に別々のパッケージに収納されたＤＶＤ用及びＣＤ用の二個の光源を用いる場合は、通常、光ＰＤのみの光路中にＤＶＤ用の回折光学素子を設置し、光ＰＣのみの光路中にＣＤ用の回折光学素子を設置する。それぞれの回折光学素子における回折格子の溝の深さ及び周期を独立に設定することにより、メインビーム及びサブビームについて光量の比及び光記録媒体上での間隔を、光ＰＤと光ＰＣとに対して独立に定めることができる。
【０００８】
一方、光ヘッド装置の光学系に共通のパッケージに収納されたＤＶＤ用及びＣＤ用の二波長光源を用いる場合は、光ＰＤと光ＰＣとの共通の光路中に、ＤＶＤ用及びＣＤ用の二波長対応の回折光学素子を設置せざるを得ない。このため、メインビーム及びサブビームについて光量の比及び光記録媒体上での間隔を、光ＰＤと光ＰＣとに対して独立に定めるには、二波長対応の回折光学素子に何らかの工夫が必要である。
【０００９】
このような二波長光源及び二波長対応の回折光学素子を用いた光ヘッド装置としては、特許文献１に記載の光ヘッド装置がある。図１６に特許文献１に記載の光ヘッド装置を示す。半導体レーザ１ａは、光ＰＤを出射する半導体レーザと、光ＰＣを出射する半導体レーザとを、共通のパッケージに収納したものである。
【００１０】
半導体レーザ１ａから出射された光ＰＤは、回折光学素子３５によってメインビームである０次光とサブビームである±１次回折光との三つの光に分割される。これらの光は、無偏光のビームスプリッタ３６を一部が透過し、コリメータレンズ２で平行光化され、対物レンズ６でＤＶＤ規格の光記録媒体であるディスク７上に集光される。ディスク７で反射された三つの光は、対物レンズ６、コリメータレンズ２を逆向きに透過し、ビームスプリッタ３６で一部が反射され、光検出器１０ａで受光される。
【００１１】
半導体レーザ１ａから出射された光ＰＣは、回折光学素子３５によってメインビームである０次光とサブビームである±１次回折光との三つの光に分割される。これらの光は、無偏光のビームスプリッタ３６を一部が透過し、コリメータレンズ２で平行光化され、対物レンズ６でＣＤ規格の光記録媒体であるディスク７上に集光される。ディスク７で反射された三つの光は、対物レンズ６、コリメータレンズ２を逆向きに透過し、ビームスプリッタ３６で一部が反射され、光検出器１０ａで受光される。
【００１２】
図１７は回折光学素子３５の断面図である。回折光学素子３５は、基板３７ａ上に複屈折性を有する回折格子３８ａが形成され、波長板４１上に複屈折性を有する回折格子３８ｂが形成され、回折格子３８ａと回折格子３８ｂとの間に充填材３９が充填され、波長板４１と基板３７ｂとが接着剤４０によって接着された構成である。ここで、偏光方向が回折格子３８ａ、３８ｂの溝に平行な直線偏光をＴＥ偏光、偏光方向が回折格子３８ａ、３８ｂの溝に垂直な直線偏光をＴＭ偏光とする。このとき、回折格子３８ａの屈折率は、ＴＥ偏光に対しては充填材３９の屈折率と等しく、ＴＭ偏光に対しては充填材３９の屈折率と異なる。また、回折格子３８ｂの屈折率は、ＴＥ偏光に対しては充填材３９の屈折率と異なり、ＴＭ偏光に対しては充填材３９の屈折率と等しい。つまり、回折格子３８ａはＴＭ偏光に対してのみ回折格子として作用し、回折格子３８ｂはＴＥ偏光に対してのみ回折格子として作用する。
【００１３】
光ＰＤは、図１７（ａ）に示すように、回折格子３８ａ、３８ｂにＴＥ偏光として入射する。したがって、光ＰＤは、回折格子３８ａをほぼ完全に透過し、回折格子３８ｂでメインビームである０次光とサブビームである±１次回折光との三つの光に分割される。メインビームとサブビームとの光量の比は、回折格子３８ｂの溝の深さによって定められ、メインビームとサブビームとの光記録媒体上での間隔は、回折格子３８ｂの溝の周期によって定められる。
【００１４】
光ＰＣは、図１７（ｂ）に示すように、回折格子３８ａ、３８ｂにＴＭ偏光として入射する。したがって、光ＰＣは、回折格子３８ａでメインビームである０次光とサブビームである±１次回折光との三つの光に分割され、回折格子３８ｂをほぼ完全に透過する。メインビームとサブビームとの光量の比は、回折格子３８ａの溝の深さによって定められ、メインビームとサブビームとの光記録媒体上での間隔は、回折格子３８ａの溝の周期によって定められる。
【００１５】
以上より、メインビーム及びサブビームについての光量の比及び光記録媒体上での間隔を、光ＰＤと光ＰＣとに対して独立に定めることができる。なお、波長板４１は、光ＰＤに対して１／４波長板として作用するものである。このため、図１７（ａ）において、回折光学素子３５からの出射光は円偏光となる。また、図１７（ｂ）において、回折光学素子３５からの出射光は一般に楕円偏光となる。
【００１６】
【特許文献１】特開２００１−２９００１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
図１６に示す光ヘッド装置において、例えば、半導体レーザ１ａから出射しビームスプリッタ３６を透過してディスク７へ向かう往路の光の効率と、ディスク７で反射しビームスプリッタ３６で反射して光検出器１０ａへ向かう復路の光の効率とについて、これらの積を最大にしようとすると、ビームスプリッタ３６の透過率及び反射率は共に５０％となる。すなわち、往路の光と復路の光とを分離する光分離素子として無偏光のビームスプリッタ３６を用いた場合、往路及び復路で共に５０％の光量の損失が生じることになる。このような往路及び復路での光量の損失を抑制するには、通常、光分離素子として偏光ビームスプリッタと１／４波長板との組み合わせが用いられる。
【００１８】
しかし、図１６に示す光ヘッド装置のビームスプリッタ３６を偏光ビームスプリッタと１／４波長板との組み合わせに置き換えても、往路での光量の損失を抑制することはできない。なぜならば、ＤＶＤ用の光ＰＤは、偏光ビームスプリッタへ円偏光として入射するため約５０％しか透過せず、ＣＤ用の光ＰＣも、偏光ビームスプリッタへ一般に楕円偏光として入射するため１００％は透過しないためである。
【００１９】
このように、特許文献１に記載の光ヘッド装置、及びその光学系の一部を変更した光ヘッド装置においては、光学系に二波長光源を用いることにより光学系を小型化することができ、メインビーム及びサブビームについての光量の比及び光記録媒体上での間隔をそれぞれの波長の光に対して独立に定めることができるため、差動プッシュプル法によって安定したトラック誤差信号が得られるものの、往路及び復路での光量の損失を抑制することができないため効率が低い。
【００２０】
そこで、本発明の目的は、複数種類の光記録媒体に対して記録及び／又は再生を行うための従来の光ヘッド装置における上に述べた課題を解決し、小型で安定したトラック誤差信号が得られ、かつ効率が高い、光ヘッド装置及び光学式情報記録再生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明に係る光ヘッド装置は、波長の異なる複数の光の中からいずれか一つの光を選択的に出射可能な複数波長光源と、複数波長光源からの出射光を光記録媒体上に集光する対物レンズと、光記録媒体からの反射光を受光する光検出器と、複数波長光源からの出射光と光記録媒体からの反射光とを分離する光分離素子と、複数波長光源と光分離素子との間に設けられ、複数波長光源からの出射光を更に複数の光に分割する回折光学素子と、を備えたものである。そして、光分離素子は、回折光学素子からの出射光を光記録媒体へ導くと共に、光記録媒体からの反射光を光検出器へ導く偏光ビームスプリッタを含む。かつ、偏光ビームスプリッタに入射する波長の異なる複数の光のうち、少なくとも二つ（好ましくは全て）の光は偏光方向が同一の直線偏光である。
【００２２】
偏光ビームスプリッタに入射する光が直線偏光であれば、円偏光や楕円偏光に比べて、低損失で回折光学素子から光記録媒体へ、或いは光記録媒体から光検出器へ導かれる。また、その直線偏光の偏光方向が波長の異なる複数の光で同一であれば、波長の異なる複数の光は偏光ビームスプリッタに入射したときに透過するか反射するかのどちらか一方に統一されるので、光学系の構成が簡素になる。
【００２３】
また、本発明に係る光ヘッド装置は、次のような構成要素を付加してもよい。回折光学素子は、複数個の波長板と複数個の回折格子とを積層した構成である。このとき、複数個の回折格子の中の任意の回折格子に入射する波長の異なる複数の光のうち、いずれか一つの光の偏光方向が他の光の偏光方向に対して直交している。このとき、任意の回折格子は、一つの光を複数の光に分割し、他の光を透過させる、としてもよい。このとき、複数個の回折格子は、複屈折性を有する材料を含む、としてもよい。また、回折光学素子は、任意の回折格子に隣接して、一つの光を回折により偏向させ、他の光を透過させる光軸補正用の回折格子を更に含む、としてもよい。このとき、光軸補正用の回折格子は、複屈折性を有する材料を含む、としてもよい。
【００２４】
また、本発明に係る光ヘッド装置は、複数波長光源と光分離素子との間に設けられ、入射光の波長に応じて往路における対物レンズの倍率を変化させる第一の倍率制御素子と、光分離素子と光検出器との間に設けられ、入射光の波長に応じて復路における対物レンズの倍率を変化させる第二の倍率制御素子と、を更に備えてもよい。このとき、次のような構成要素を付加してもよい。第一の倍率制御素子及び第二の倍率制御素子は、それぞれ複数個の波長板と回折レンズとを積層した構成である。このとき、回折レンズに入射する波長の異なる複数の光のうち、いずれか一つの光の偏光方向が他の光の偏光方向に対して直交している。このとき、回折レンズは、一つの光に回折によりレンズ効果を与え、他の光を透過させる、としてもよい。このとき、回折レンズは、複屈折性を有する材料を含む、としてもよい。また、回折光学素子と第一の倍率制御素子とが一体化されている、としてもよい。
【００２５】
換言すると、本発明の光ヘッド装置は、波長の異なる複数個の光源を有する複数波長光源と、該複数波長光源からの出射光を光記録媒体上に集光する対物レンズと、前記光記録媒体からの反射光を受光する光検出器と、前記複数波長光源からの出射光と前記光記録媒体からの反射光とを分離する光分離素子と、前記複数波長光源と前記光分離素子との間に設けられた、前記複数波長光源からの出射光を更に複数の光に分割する回折光学素子とを有する光ヘッド装置において、前記回折光学素子からの波長の異なる複数の光は、偏光方向が同一の直線偏光として前記光分離素子に入射することを特徴とする。
【００２６】
また、本発明の光学式情報記録再生装置は、本発明の光ヘッド装置と、前記複数波長光源を駆動する第一の回路と、前記光検出器の出力信号に基づいて再生信号及び誤差信号を生成する第二の回路と、前記誤差信号に基づいて前記対物レンズの位置を制御する第三の回路とを有することを特徴とする。
【００２７】
本発明の光ヘッド装置及び光学式情報記録再生装置においては、複数波長光源を用いることにより光学系を小型化することができ、複屈折性を有する材料を含む回折光学素子を用いることにより、メインビームとサブビームとの光量の比及び光記録媒体上での間隔を、波長の異なる複数の光に対して独立に定めることができるため、差動プッシュプル法により安定したトラック誤差信号が得られる。また、光分離素子として偏光ビームスプリッタを用い、回折光学素子の側から偏光ビームスプリッタに入射する波長の異なる複数の光の偏光方向を、偏光ビームスプリッタにおいて回折光学素子の側から入射する光が殆んど損失なく光記録媒体の側へ導かれる偏光方向と一致させることにより、往路及び復路での光量の損失を抑制することができるため効率が高くなる。
【発明の効果】
【００２８】
上に述べたように、本発明の光ヘッド装置及び光学式情報記録再生装置の効果は、小型で安定したトラック誤差信号が得られ、かつ効率が高いことである。
【００２９】
前者の理由は、複数波長光源を用いることにより光学系を小型化することができ、複屈折性を有する材料を含む回折光学素子を用いることにより、メインビームとサブビームとについて光量の比及び光記録媒体上での間隔を、波長の異なる複数の光に対して独立に定めることができるため、差動プッシュプル法により安定したトラック誤差信号が得られるからである。
【００３０】
また、後者の理由は、光分離素子として偏光ビームスプリッタを用い、回折光学素子の側から偏光ビームスプリッタに入射する波長の異なる複数の光の偏光方向を、偏光ビームスプリッタにおいて回折光学素子の側から入射する光が殆んど損失なく光記録媒体の側へ導かれる偏光方向と一致させることにより、往路及び復路での光量の損失を抑制することができるからである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下に図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００３２】
図１に本発明の光ヘッド装置の第一実施形態を示す。半導体レーザ１ａは、ＤＶＤ用の光ＰＤを出射する半導体レーザと、ＣＤ用の光ＰＣを出射する半導体レーザとを、共通のパッケージに収納したものである。
【００３３】
半導体レーザ１ａから出射された光ＰＤは、コリメータレンズ２で平行光化され、回折光学素子３ａによってメインビームである０次光とサブビームである±１次回折光との三つの光に分割される。これらの光は、偏光ビームスプリッタ４にＰ偏光として入射してほぼ１００％が透過し、１／４波長板５を透過して直線偏光から円偏光に変換され、対物レンズ６でＤＶＤ規格の光記録媒体であるディスク７上に集光される。ディスク７で反射された三つの光は、対物レンズ６を逆向きに透過し、１／４波長板５を透過して円偏光から往路と偏光方向が直交した直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ４にＳ偏光として入射してほぼ１００％が反射され、円筒レンズ８、レンズ９を透過して光検出器１０ａで受光される。
【００３４】
半導体レーザ１ａから出射された光ＰＣは、コリメータレンズ２で平行光化され、回折光学素子３ａによってメインビームである０次光とサブビームである±１次回折光との三つの光に分割される。これらの光は、偏光ビームスプリッタ４にＰ偏光として入射してほぼ１００％が透過し、１／４波長板５を透過して直線偏光から円偏光に変換され、対物レンズ６でＣＤ規格の光記録媒体であるディスク７上に集光される。ディスク７で反射された三つの光は、対物レンズ６を逆向きに透過し、１／４波長板５を透過して円偏光から往路と偏光方向が直交した直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ４にＳ偏光として入射してほぼ１００％が反射され、円筒レンズ８、レンズ９を透過して光検出器１０ａで受光される。なお、光検出器１０ａは、円筒レンズ８及びレンズ９の二つの焦線の中間に設置されている。
【００３５】
図２は回折光学素子３ａの断面図である。回折光学素子３ａは、波長板１４ａ、回折格子１５ａ、波長板１４ｂ、回折格子１５ｂ及び波長板１４ｃを積層した構成である。波長板１４ａ、１４ｂ、１４ｃとしては、複屈折性を有する結晶を用いることもできるし、複屈折性を有する液晶高分子等をガラス基板で挟んだものを用いることもできる。回折格子１５ａ、１５ｂとしては、複屈折性を有する液晶高分子等のパタンを波長板１４ａ、１４ｂ、１４ｃのいずれかの上に形成し、それを充填材で埋めたものを用いることもできるし、複屈折性を有する液晶高分子等のパタンをガラス基板上に形成し、それを充填材で埋めたものを用いることもできる。液晶高分子等のパタンの平面形状は等間隔の直線状であり、断面形状は矩形状である。波長板１４ａ、回折格子１５ａ、波長板１４ｂ、回折格子１５ｂ及び波長板１４ｃは、必要に応じて間に接着剤を挟んで一体化されている。
【００３６】
波長板１４ａは、光ＰＤに対しては全波長板として作用し、光ＰＣに対しては入射光の偏光方向を９０°変換する１／２波長板として作用する。これは、波長板１４ａによる位相差を、光ＰＤに対しては２πの整数倍とし、光ＰＣに対してはπの奇数倍とすることにより実現できる。例えば、波長板１４ａによる位相差を２π／λ×２０００ｎｍ（λは入射光の波長）とすると、λ＝６５０ｎｍの場合の位相差は２π×３．０８となり、λ＝７８０ｎｍの場合の位相差はπ×５．１３となるため、上述の条件がほぼ満たされる。
【００３７】
波長板１４ｂは、光ＰＤ及び光ＰＣに対し、入射光の偏光方向を９０°変換する広帯域の１／２波長板として作用する。このような広帯域の１／２波長板としては、例えば特開平５−１００１１４号公報に記載の１／２波長板がある。
【００３８】
波長板１４ｃは、光ＰＤに対しては入射光の偏光方向を９０°変換する１／２波長板として作用し、光ＰＣに対しては全波長板として作用する。これは、波長板１４ｃによる位相差を、光ＰＤに対してはπの奇数倍とし、光ＰＣに対しては２πの整数倍とすることにより実現できる。例えば、波長板１４ｃによる位相差を２π／λ×１６００ｎｍ（λは入射光の波長）とすると、λ＝６５０ｎｍの場合の位相差はπ×４．９２となり、λ＝７８０ｎｍの場合の位相差は２π×２．０５となるため、上述の条件がほぼ満たされる。つまり、波長板１４ａ、１４ｂ、１４ｃは、光ＰＤに対して全波長板→１／２波長板→１／２波長板として作用し、光ＰＣに対して１／２波長板→１／２波長→全波長板として作用する。
【００３９】
回折格子１５ａ、１５ｂの溝の方向は図の紙面に垂直な方向である。ここで、偏光方向が回折格子１５ａ、１５ｂの溝に平行な直線偏光、すなわち図の紙面に垂直な直線偏光をＴＥ偏光とし、偏光方向が回折格子１５ａ、１５ｂの溝に垂直な直線偏光、すなわち図の紙面に平行な直線偏光をＴＭ偏光とする。このとき、回折格子１５ａ、１５ｂにおける液晶高分子等の屈折率は、ＴＥ偏光に対しては充填材の屈折率と等しく、ＴＭ偏光に対しては充填材の屈折率と異なる。つまり、回折格子１５ａ、１５ｂは、ＴＭ偏光に対してのみ回折格子として作用する。
【００４０】
図２（ａ）にはＤＶＤ用の光ＰＤを示している。光ＰＤは、回折光学素子３ａにＴＭ偏光として入射する。この光は、波長板１４ａをＴＭ偏光のままで透過し、回折格子１５ａに入射する。したがって、回折格子１５ａでメインビームである０次光とサブビームである±１次回折光との三つの光に分割される。メインビームとサブビームとの光量の比は、回折格子１５ａの溝の深さによって定められ、メインビームとサブビームとの光記録媒体上での間隔は、回折格子１５ａの溝の周期によって定められる。これらの光は、波長板１４ｂを透過してＴＭ偏光からＴＥ偏光に変換され、回折格子１５ｂに入射する。したがって、回折格子１５ｂをほぼ完全に透過する。これらの光は、波長板１４ｃを透過してＴＥ偏光からＴＭ偏光に変換され、回折光学素子３ａからＴＭ偏光として出射する。
【００４１】
図２（ｂ）にはＣＤ用の光ＰＣを示している。光ＰＣは、回折光学素子３ａにＴＭ偏光として入射する。この光は、波長板１４ａを透過してＴＭ偏光からＴＥ偏光に変換され、回折格子１５ａに入射する。したがって、回折格子１５ａをほぼ完全に透過する。この光は、波長板１４ｂを透過してＴＥ偏光からＴＭ偏光に変換され、回折格子１５ｂに入射する。したがって、回折格子１５ｂでメインビームである０次光とサブビームである±１次回折光との三つの光に分割される。メインビームとサブビームとの光量の比は、回折格子１５ｂの溝の深さによって定められ、メインビームとサブビームとの光記録媒体上での間隔は、回折格子１５ｂの溝の周期によって定められる。これらの光は、波長板１４ｃをＴＭ偏光のままで透過し、回折光学素子３ａからＴＭ偏光として出射する。
【００４２】
以上より、本実施形態においては、光学系にＤＶＤ用及びＣＤ用の二波長光源を用いることにより光学系を小型化することができ、メインビーム及びサブビームについての光量の比及び光記録媒体上での間隔を、光ＰＤ及び光ＰＣに対して独立に定めることができるため、差動プッシュプル法により安定したトラック誤差信号が得られる。また、回折光学素子３ａにおけるＴＭ偏光の方向を偏光ビームスプリッタ４におけるＰ偏光の方向と一致させることにより、往路及び復路での光量の損失を抑制することができるため効率が高い。
【００４３】
図３に、光検出器１０ａの受光部のパタンと光検出器１０ａ上の光スポットの配置とを示す。
【００４４】
光スポット１９ａは、回折光学素子３ａからの光ＰＤの０次光に相当し、光軸を通るディスク７の接線方向に平行な分割線及び半径方向に平行な分割線によって四つに分割された受光部２０ａ〜２０ｄで受光される。光スポット１９ｂは、回折光学素子３ａからの光ＰＤの＋１次回折光に相当し、光軸を通るディスク７の接線方向に平行な分割線及び半径方向に平行な分割線によって四つに分割された受光部２０ｅ〜２０ｈで受光される。光スポット１９ｃは、回折光学素子３ａからの光ＰＤの−１次回折光に相当し、光軸を通るディスク７の接線方向に平行な分割線及び半径方向に平行な分割線によって四つに分割された受光部２０ｉ〜２０ｌで受光される。ディスク７上の三つの集光スポットの列はほぼ接線方向であるが、円筒レンズ８及びレンズ９の作用により、光検出器１０ａ上の光スポット１９ａ、１９ｂ、１９ｃの列はほぼ半径方向となる。
【００４５】
光スポット１９ｄは、回折光学素子３ａからの光ＰＣの０次光に相当し、光軸を通るディスク７の接線方向に平行な分割線及び半径方向に平行な分割線によって四つに分割された受光部２１ａ〜２１ｄで受光される。光スポット１９ｅは、回折光学素子３ａからの光ＰＣの＋１次回折光に相当し、光軸を通るディスク７の接線方向に平行な分割線及び半径方向に平行な分割線によって四つに分割された受光部２１ｅ〜２１ｈで受光される。光スポット１９ｆは、回折光学素子３ａからの光ＰＣの−１次回折光に相当し、光軸を通るディスク７の接線方向に平行な分割線及び半径方向に平行な分割線によって四つに分割された受光部２１ｉ〜２１ｌで受光される。ディスク７上の三つの集光スポットの列はほぼ接線方向であるが、円筒レンズ８及びレンズ９の作用により、光検出器１０ａ上の光スポット１９ｄ、１９ｅ、１９ｆの列はほぼ半径方向となる。
【００４６】
受光部２０ａ〜２０ｌ、２１ａ〜２１ｌからの出力をそれぞれＶ２０ａ〜Ｖ２０ｌ、Ｖ２１ａ〜Ｖ２１ｌで表わすと、ＤＶＤに対するフォーカス誤差信号は、非点収差法により、
（Ｖ２０ａ＋Ｖ２０ｄ）−（Ｖ２０ｂ＋Ｖ２０ｃ）
の演算から得られる。ＤＶＤに対するトラック誤差信号は、差動プッシュプル法により、
（Ｖ２０ａ＋Ｖ２０ｂ）−（Ｖ２０ｃ＋Ｖ２０ｄ）−α・｛（Ｖ２０ｅ＋Ｖ２０ｆ＋Ｖ２０ｉ＋Ｖ２０ｊ）−（Ｖ２０ｇ＋Ｖ２０ｈ＋Ｖ２０ｋ＋Ｖ２０ｌ）｝（αは定数）
の演算から得られる。また、ＤＶＤに対するＲＦ信号は、
Ｖ２０ａ＋Ｖ２０ｂ＋Ｖ２０ｃ＋Ｖ２０ｄ
の演算から得られる。ＣＤに対するフォーカス誤差信号は、非点収差法により、
（Ｖ２１ａ＋Ｖ２１ｄ）−（Ｖ２１ｂ＋Ｖ２１ｃ）
の演算から得られる。ＣＤに対するトラック誤差信号は、差動プッシュプル法により、
（Ｖ２１ａ＋Ｖ２１ｂ）−（Ｖ２１ｃ＋Ｖ２１ｄ）−β・｛（Ｖ２１ｅ＋Ｖ２１ｆ＋Ｖ２１ｉ＋Ｖ２１ｊ）−（Ｖ２１ｇ＋Ｖ２１ｈ＋Ｖ２１ｋ＋Ｖ２１ｌ）｝（βは定数）
の演算から得られる。また、ＣＤに対するＲＦ信号は、
Ｖ２１ａ＋Ｖ２１ｂ＋Ｖ２１ｃ＋Ｖ２１ｄ
の演算から得られる。
【００４７】
本実施形態に用いる回折光学素子３ａにおける波長板１４ａ、１４ｂ、１４ｃの作用は、必ずしも図２で説明した通りでなくても良い。回折光学素子３ａに入射する光ＰＤと光ＰＣとの偏光方向が一致しており、回折格子１５ａに入射する光ＰＤと光ＰＣとの偏光方向が互いに直交しており、回折格子１５ｂに入射する光ＰＤと光ＰＣとの偏光方向が互いに直交しており、回折光学素子３ａから出射する光ＰＤと光ＰＣとの偏光方向が一致していれば良い。
【００４８】
波長板１４ａ、１４ｂ、１４ｃは、次の(1)〜(3)の三種類の中から適宜選択される。(1).光ＰＤに対しては、入射光の偏光方向を９０°変換する１／２波長板として作用し、光ＰＣに対しては全波長板として作用する波長板。(2).光ＰＤに対しては全波長板として作用し、光ＰＣに対しては、入射光の偏光方向を９０°変換する１／２波長板として作用する波長板。(3).光ＰＤ及び光ＰＣに対し、入射光の偏光方向を９０°変換する広帯域の１／２波長板として作用する波長板。なお、波長板１４ｂは削除することも可能である。
【００４９】
また、本実施形態に用いる回折光学素子３ａにおける回折格子１５ａ、１５ｂの作用は、必ずしも図２で説明した通りでなくても良い。光ＰＤ及び光ＰＣのどちらかを一方の光、残りを他方の光としたとき、回折格子１５ａは、一方の光をメインビームである０次光及びサブビームである±１次回折光の三つの光に分割し、他方の光をほぼ完全に透過させ、回折格子１５ｂは、回折格子１５ａを透過した他方の光をメインビームである０次光及びサブビームである±１次回折光の三つの光に分割し、回折格子１５ａで三つの光に分割された一方の光をほぼ完全に透過させれば良い。
【００５０】
回折格子１５ａ、１５ｂは、次の(1)及び(2)の二種類の中から適宜選択される。(1).液晶高分子等の屈折率が、光学軸に平行な偏光に対しては充填材の屈折率と等しく、光学軸に垂直な偏光に対しては充填材の屈折率と異なる回折格子。(2).液晶高分子等の屈折率が、光学軸に平行な偏光に対しては充填材の屈折率と異なり、光学軸に垂直な偏光に対しては充填材の屈折率と等しい回折格子。ここで、光学軸に平行な偏光、光学軸に垂直な偏光がそれぞれＴＥ偏光、ＴＭ偏光と一致していなくても良い。
【００５１】
本発明の光ヘッド装置の第二実施形態は、第一実施形態における半導体レーザ１ａを半導体レーザ１ｂ、回折光学素子３ａを回折光学素子３ｂ、光検出器１０ａを光検出器１０ｂに置き換えたものである。半導体レーザ１ｂは、ＨＤ ＤＶＤ用の光ＰＨを出射する半導体レーザ、ＤＶＤ用の光ＰＤを出射する半導体レーザ、ＣＤ用の光ＰＣを出射する半導体レーザを、共通のパッケージに収納したものである。
【００５２】
半導体レーザ１ｂから出射された光ＰＨは、コリメータレンズ２で平行光化され、回折光学素子３ｂによってメインビームである０次光とサブビームである±１次回折光との三つの光に分割される。これらの光は、偏光ビームスプリッタ４にＰ偏光として入射してほぼ１００％が透過し、１／４波長板５を透過して直線偏光から円偏光に変換され、対物レンズ６でＨＤ ＤＶＤ規格の光記録媒体であるディスク７上に集光される。ディスク７で反射された三つの光は、対物レンズ６を逆向きに透過し、１／４波長板５を透過して円偏光から往路と偏光方向が直交した直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ４にＳ偏光として入射してほぼ１００％が反射され、円筒レンズ８、レンズ９を透過して光検出器１０ｂで受光される。
【００５３】
半導体レーザ１ｂから出射された光ＰＤは、コリメータレンズ２で平行光化され、回折光学素子３ｂによってメインビームである０次光とサブビームである±１次回折光との三つの光に分割される。これらの光は、偏光ビームスプリッタ４にＰ偏光として入射してほぼ１００％が透過し、１／４波長板５を透過して直線偏光から円偏光に変換され、対物レンズ６でＤＶＤ規格の光記録媒体であるディスク７上に集光される。ディスク７で反射された三つの光は、対物レンズ６を逆向きに透過し、１／４波長板５を透過して円偏光から往路と偏光方向が直交した直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ４にＳ偏光として入射してほぼ１００％が反射され、円筒レンズ８、レンズ９を透過して光検出器１０ｂで受光される。
【００５４】
半導体レーザ１ｂから出射された光ＰＣは、コリメータレンズ２で平行光化され、回折光学素子３ｂによってメインビームである０次光とサブビームである±１次回折光との三つの光に分割される。これらの光は、偏光ビームスプリッタ４にＰ偏光として入射してほぼ１００％が透過し、１／４波長板５を透過して直線偏光から円偏光に変換され、対物レンズ６でＣＤ規格の光記録媒体であるディスク７上に集光される。ディスク７で反射された三つの光は、対物レンズ６を逆向きに透過し、１／４波長板５を透過して円偏光から往路と偏光方向が直交した直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ４にＳ偏光として入射してほぼ１００％が反射され、円筒レンズ８、レンズ９を透過して光検出器１０ｂで受光される。なお、光検出器１０ｂは、円筒レンズ８及びレンズ９の二つの焦線の中間に設置されている。
【００５５】
図４は回折光学素子３ｂの断面図である。回折光学素子３ｂは、波長板１４ｄ、回折格子１５ｃ、波長板１４ｅ、回折格子１５ｄ、波長板１４ｆ、回折格子１５ｅ及び波長板１４ｇを積層した構成である。波長板１４ｄ、１４ｅ、１４ｆ、１４ｇとしては、複屈折性を有する結晶を用いることもできるし、複屈折性を有する液晶高分子等をガラス基板で挟んだものを用いることもできる。回折格子１５ｃ、１５ｄ、１５ｅとしては、複屈折性を有する液晶高分子等のパタンを波長板１４ｄ、１４ｅ、１４ｆ、１４ｇのいずれかの上に形成し、それを充填材で埋めたものを用いることもできるし、複屈折性を有する液晶高分子等のパタンをガラス基板上に形成し、それを充填材で埋めたものを用いることもできる。液晶高分子等のパタンの平面形状は等間隔の直線状であり、断面形状は矩形状である。波長板１４ｄ、回折格子１５ｃ、波長板１４ｅ、回折格子１５ｄ、波長板１４ｆ、回折格子１５ｅ及び波長板１４ｇは、必要に応じて間に接着剤を挟んで一体化されている。
【００５６】
波長板１４ｄ、１４ｆは、光ＰＨ及び光ＰＣに対しては全波長板として作用し、光ＰＤに対しては入射光の偏光方向を９０°変換する１／２波長板として作用する。これは、波長板１４ｄ、１４ｆによる位相差を、光ＰＨに対しては２πの整数倍とし、光ＰＤに対してはπの奇数倍とし、光ＰＣに対しては２πの整数倍とすることにより実現できる。例えば、波長板１４ｄ、１４ｆによる位相差を２π／λ×１６００ｎｍ（λは入射光の波長）とすると、λ＝４００ｎｍの場合の位相差は２π×４となり、λ＝６５０ｎｍの場合の位相差はπ×４．９２となり、λ＝７８０ｎｍの場合の位相差は２π×２．０５となるため、上述の条件がほぼ満たされる。
【００５７】
波長板１４ｅ、１４ｇは、光ＰＨ及び光ＰＤに対しては全波長板として作用し、光ＰＣに対しては入射光の偏光方向を９０°変換する１／２波長板として作用する。これは、波長板１４ｅ、１４ｇによる位相差を、光ＰＨに対しては２πの整数倍とし、光ＰＤに対しては２πの整数倍とし、光ＰＣに対してはπの奇数倍とすることにより実現できる。例えば、波長板１４ｅ、１４ｇによる位相差を２π／λ×２０００ｎｍ（λは入射光の波長）とすると、λ＝４００ｎｍの場合の位相差は２π×５となり、λ＝６５０ｎｍの場合の位相差は２π×３．０８となり、λ＝７８０ｎｍの場合の位相差はπ×５．１３となるため、上述の条件がほぼ満たされる。つまり、波長板１４ｄ〜１４ｇは、光ＰＨに対して全波長板→全波長板→全波長板→全波長板として作用し、光ＰＤに対して１／２波長板→全波長板→１／２波長板→全波長板として作用し、光ＰＣに対して全波長板→１／２波長板→全波長板→１／２波長板として作用する。
【００５８】
回折格子１５ｃ、１５ｄ、１５ｅの溝の方向は図の紙面に垂直な方向である。ここで、偏光方向が回折格子１５ｃ、１５ｄ、１５ｅの溝に平行な直線偏光、すなわち図の紙面に垂直な直線偏光をＴＥ偏光とし、偏光方向が回折格子１５ｃ、１５ｄ、１５ｅの溝に垂直な直線偏光、すなわち図の紙面に平行な直線偏光をＴＭ偏光とする。このとき、回折格子１５ｃ、１５ｅにおける液晶高分子等の屈折率は、ＴＥ偏光に対しては充填材の屈折率と異なり、ＴＭ偏光に対しては充填材の屈折率と等しい。また、回折格子１５ｄにおける液晶高分子等の屈折率は、ＴＥ偏光に対しては充填材の屈折率と等しく、ＴＭ偏光に対しては充填材の屈折率と異なる。つまり、回折格子１５ｃ、１５ｅはＴＥ偏光に対してのみ回折格子として作用し、回折格子１５ｄはＴＭ偏光に対してのみ回折格子として作用する。
【００５９】
図４（ａ）にはＨＤ ＤＶＤ用の光ＰＨを示している。光ＰＨは、回折光学素子３ｂにＴＭ偏光として入射する。この光は、波長板１４ｄをＴＭ偏光のままで透過し、回折格子１５ｃに入射する。したがって、回折格子１５ｃをほぼ完全に透過する。この光は、波長板１４ｅをＴＭ偏光のままで透過し、回折格子１５ｄに入射する。したがって、回折格子１５ｄでメインビームである０次光とサブビームである±１次回折光との三つの光に分割される。メインビームとサブビームとの光量の比は、回折格子１５ｄの溝の深さによって定められ、メインビームとサブビームとの光記録媒体上での間隔は、回折格子１５ｄの溝の周期によって定められる。これらの光は、波長板１４ｆをＴＭ偏光のままで透過し、回折格子１５ｅに入射する。したがって、回折格子１５ｅをほぼ完全に透過する。これらの光は、波長板１４ｇをＴＭ偏光のままで透過し、回折光学素子３ｂからＴＭ偏光として出射する。
【００６０】
図４（ｂ）にはＤＶＤ用の光ＰＤを示している。光ＰＤは、回折光学素子３ｂにＴＭ偏光として入射する。この光は、波長板１４ｄを透過してＴＭ偏光からＴＥ偏光に変換され、回折格子１５ｃに入射する。したがって、回折格子１５ｃでメインビームである０次光とサブビームである±１次回折光との三つの光に分割される。メインビームとサブビームとの光量の比は、回折格子１５ｃの溝の深さによって定められ、メインビームとサブビームとの光記録媒体上での間隔は、回折格子１５ｃの溝の周期によって定められる。これらの光は、波長板１４ｅをＴＥ偏光のままで透過し、回折格子１５ｄに入射する。したがって、回折格子１５ｄをほぼ完全に透過する。これらの光は、波長板１４ｆを透過してＴＥ偏光からＴＭ偏光に変換され、回折格子１５ｅに入射する。したがって、回折格子１５ｅをほぼ完全に透過する。これらの光は、波長板１４ｇをＴＭ偏光のままで透過し、回折光学素子３ｂからＴＭ偏光として出射する。
【００６１】
図４（ｃ）にはＣＤ用の光ＰＣを示している。光ＰＣは、回折光学素子３ｂにＴＭ偏光として入射する。この光は、波長板１４ｄをＴＭ偏光のままで透過し、回折格子１５ｃに入射する。したがって、回折格子１５ｃをほぼ完全に透過する。この光は、波長板１４ｅを透過してＴＭ偏光からＴＥ偏光に変換され、回折格子１５ｄに入射する。したがって、回折格子１５ｄをほぼ完全に透過する。この光は、波長板１４ｆをＴＥ偏光のままで透過し、回折格子１５ｅに入射する。したがって、回折格子１５ｅでメインビームである０次光とサブビームである±１次回折光との三つの光に分割される。メインビームとサブビームとの光量の比は、回折格子１５ｅの溝の深さによって定められ、メインビームとサブビームとの光記録媒体上での間隔は、回折格子１５ｅの溝の周期によって定められる。これらの光は、波長板１４ｇを透過してＴＥ偏光からＴＭ偏光に変換され、回折光学素子３ｂからＴＭ偏光として出射する。
【００６２】
以上より、本実施形態においては、光学系にＨＤ ＤＶＤ用、ＤＶＤ用及びＣＤ用の三波長光源を用いることにより光学系を小型化することができ、メインビーム及びサブビームについての光量の比及び光記録媒体上での間隔を、光ＰＨ、光ＰＤ及び光ＰＣに対して独立に定めることができるため、差動プッシュプル法により安定したトラック誤差信号が得られる。また、回折光学素子３ｂにおけるＴＭ偏光の方向を偏光ビームスプリッタ４におけるＰ偏光の方向と一致させることにより、往路及び復路での光量の損失を抑制することができるため効率が高い。
【００６３】
図５に、光検出器１０ｂの受光部のパタンと光検出器１０ｂ上の光スポットの配置とを示す。
【００６４】
光スポット１９ｇは、回折光学素子３ｂからの光ＰＨの０次光に相当し、光軸を通るディスク７の接線方向に平行な分割線及び半径方向に平行な分割線によって四つに分割された受光部２２ａ〜２２ｄで受光される。光スポット１９ｈは、回折光学素子３ｂからの光ＰＨの＋１次回折光に相当し、光軸を通るディスク７の接線方向に平行な分割線及び半径方向に平行な分割線によって四つに分割された受光部２２ｅ〜２２ｈで受光される。光スポット１９ｉは、回折光学素子３ｂからの光ＰＨの−１次回折光に相当し、光軸を通るディスク７の接線方向に平行な分割線及び半径方向に平行な分割線によって四つに分割された受光部２２ｉ〜２２ｌで受光される。ディスク７上の三つの集光スポットの列はほぼ接線方向であるが、円筒レンズ８及びレンズ９の作用により、光検出器１０ｂ上の光スポット１９ｇ、１９ｈ、１９ｉの列はほぼ半径方向となる。
【００６５】
光スポット１９ｊは、回折光学素子３ｂからの光ＰＤの０次光に相当し、光軸を通るディスク７の接線方向に平行な分割線及び半径方向に平行な分割線によって四つに分割された受光部２３ａ〜２３ｄで受光される。光スポット１９ｋは、回折光学素子３ｂからの光ＰＤの＋１次回折光に相当し、光軸を通るディスク７の接線方向に平行な分割線及び半径方向に平行な分割線によって四つに分割された受光部２３ｅ〜２３ｈで受光される。光スポット１９ｌは、回折光学素子３ｂからの光ＰＤの−１次回折光に相当し、光軸を通るディスク７の接線方向に平行な分割線及び半径方向に平行な分割線によって四つに分割された受光部２３ｉ〜２３ｌで受光される。ディスク７上の三つの集光スポットの列はほぼ接線方向であるが、円筒レンズ８及びレンズ９の作用により、光検出器１０ｂ上の光スポット１９ｊ、１９ｋ、１９ｌの列はほぼ半径方向となる。
【００６６】
光スポット１９ｍは、回折光学素子３ｂからの光ＰＣの０次光に相当し、光軸を通るディスク７の接線方向に平行な分割線及び半径方向に平行な分割線によって四つに分割された受光部２４ａ〜２４ｄで受光される。光スポット１９ｎは、回折光学素子３ｂからの光ＰＣの＋１次回折光に相当し、光軸を通るディスク７の接線方向に平行な分割線及び半径方向に平行な分割線によって四つに分割された受光部２４ｅ〜２４ｈで受光される。光スポット１９ｏは、回折光学素子３ｂからの光ＰＣの−１次回折光に相当し、光軸を通るディスク７の接線方向に平行な分割線及び半径方向に平行な分割線によって四つに分割された受光部２４ｉ〜２４ｌで受光される。ディスク７上の三つの集光スポットの列はほぼ接線方向であるが、円筒レンズ８及びレンズ９の作用により、光検出器１０ｂ上の光スポット１９ｍ、１９ｎ、１９ｏの列はほぼ半径方向となる。
【００６７】
受光部２２ａ〜２２ｌ、２３ａ〜２３ｌ、２４ａ〜２４ｌからの出力をそれぞれＶ２２ａ〜Ｖ２２ｌ、Ｖ２３ａ〜Ｖ２３ｌ、Ｖ２４ａ〜Ｖ２４ｌで表わすと、ＨＤ ＤＶＤに対するフォーカス誤差信号は、非点収差法により、
（Ｖ２２ａ＋Ｖ２２ｄ）−（Ｖ２２ｂ＋Ｖ２２ｃ）
の演算から得られる。ＨＤ ＤＶＤに対するトラック誤差信号は、差動プッシュプル法により、
（Ｖ２２ａ＋Ｖ２２ｂ）−（Ｖ２２ｃ＋Ｖ２２ｄ）−γ・｛（Ｖ２２ｅ＋Ｖ２２ｆ＋Ｖ２２ｉ＋Ｖ２２ｊ）−（Ｖ２２ｇ＋Ｖ２２ｈ＋Ｖ２２ｋ＋Ｖ２２ｌ）｝（γは定数）
の演算から得られる。また、ＨＤ ＤＶＤに対するＲＦ信号は、
Ｖ２２ａ＋Ｖ２２ｂ＋Ｖ２２ｃ＋Ｖ２２ｄ
の演算から得られる。ＤＶＤに対するフォーカス誤差信号は、非点収差法により、
（Ｖ２３ａ＋Ｖ２３ｄ）−（Ｖ２３ｂ＋Ｖ２３ｃ）
の演算から得られる。ＤＶＤに対するトラック誤差信号は、差動プッシュプル法により、
（Ｖ２３ａ＋Ｖ２３ｂ）−（Ｖ２３ｃ＋Ｖ２３ｄ）−δ・｛（Ｖ２３ｅ＋Ｖ２３ｆ＋Ｖ２３ｉ＋Ｖ２３ｊ）−（Ｖ２３ｇ＋Ｖ２３ｈ＋Ｖ２３ｋ＋Ｖ２３ｌ）｝（δは定数）
の演算から得られる。また、ＤＶＤに対するＲＦ信号は、
Ｖ２３ａ＋Ｖ２３ｂ＋Ｖ２３ｃ＋Ｖ２３ｄ
の演算から得られる。ＣＤに対するフォーカス誤差信号は、非点収差法により、
（Ｖ２４ａ＋Ｖ２４ｄ）−（Ｖ２４ｂ＋Ｖ２４ｃ）
の演算から得られる。ＣＤに対するトラック誤差信号は、差動プッシュプル法により、
（Ｖ２４ａ＋Ｖ２４ｂ）−（Ｖ２４ｃ＋Ｖ２４ｄ）−ε・｛（Ｖ２４ｅ＋Ｖ２４ｆ＋Ｖ２４ｉ＋Ｖ２４ｊ）−（Ｖ２４ｇ＋Ｖ２４ｈ＋Ｖ２４ｋ＋Ｖ２４ｌ）｝（εは定数）
の演算から得られる。また、ＣＤに対するＲＦ信号は、
Ｖ２４ａ＋Ｖ２４ｂ＋Ｖ２４ｃ＋Ｖ２４ｄ
の演算から得られる。
【００６８】
本実施形態に用いる回折光学素子３ｂにおける波長板１４ｄ、１４ｅ、１４ｆ、１４ｇの作用は、必ずしも図４で説明した通りでなくても良い。回折光学素子３ｂに入射する光ＰＨ、光ＰＤ、光ＰＣの偏光方向が一致しており、回折格子１５ｃに入射する光ＰＨ、光ＰＤ、光ＰＣのうちいずれか一つの光の偏光方向が他の二つの光の偏光方向に対して直交しており、回折格子１５ｄに入射する光ＰＨ、光ＰＤ、光ＰＣのうち、回折格子１５ｃにおいて偏光方向が他と異なっていた一つの光を除くいずれか一つの光の偏光方向が他の二つの光の偏光方向に対して直交しており、回折格子１５ｅに入射する光ＰＨ、光ＰＤ、光ＰＣのうち、回折格子１５ｃ、１５ｄにおいて偏光方向が他と異なっていた二つの光を除く光の偏光方向が他の二つの光の偏光方向に対して直交しており、回折光学素子３ｂから出射する光ＰＨ、光ＰＤ、光ＰＣの偏光方向が一致していれば良い。
【００６９】
波長板１４ｄ、１４ｅ、１４ｆ、１４ｇは、次の(1)〜(6)の六種類の中から適宜選択される。(1).光ＰＨに対しては入射光の偏光方向を９０°変換する１／２波長板として作用し、光ＰＤ及び光ＰＣに対しては全波長板として作用する波長板。(2).光ＰＨ及び光ＰＣに対しては全波長板として作用し、光ＰＤに対しては入射光の偏光方向を９０°変換する１／２波長板として作用する波長板。(3).光ＰＨ及び光ＰＤに対しては全波長板として作用し、光ＰＣに対しては入射光の偏光方向を９０°変換する１／２波長板として作用する波長板。(4).光ＰＨに対しては全波長板として作用し、光ＰＤ及び光ＰＣに対しては入射光の偏光方向を９０°変換する１／２波長板として作用する波長板。(5).光ＰＨ及び光ＰＣに対しては入射光の偏光方向を９０°変換する１／２波長板として作用し、光ＰＤに対しては全波長板として作用する波長板。(6).光ＰＨ及び光ＰＤに対しては入射光の偏光方向を９０°変換する１／２波長板として作用し、光ＰＣに対しては全波長板として作用する波長板。
【００７０】
また、本実施形態に用いる回折光学素子３ｂにおける回折格子１５ｃ、１５ｄ、１５ｅの作用は、必ずしも図４で説明した通りでなくても良い。回折格子１５ｃは、光ＰＨ、光ＰＤ、光ＰＣのうちいずれか一つの光をメインビームである０次光とサブビームである±１次回折光との三つの光に分割し、他の二つの光をほぼ完全に透過させ、回折格子１５ｄは、光ＰＨ、光ＰＤ、光ＰＣの光のうち、回折格子１５ｃで三つの光に分割された一つの光を除くいずれか一つの光をメインビームである０次光とサブビームである±１次回折光との三つの光に分割し、他の二つの光をほぼ完全に透過させ、回折格子１５ｅは、光ＰＨ、光ＰＤ、光ＰＣのうち、回折格子１５ｃ、１５ｄで三つの光に分割された二つの光を除く光をメインビームである０次光とサブビームである±１次回折光との三つの光に分割し、他の二つの光をほぼ完全に透過させれば良い。
【００７１】
回折格子１５ｃ、１５ｄ、１５ｅは、次の(1)及び(2)の二種類の中から適宜選択される。(1).液晶高分子等の屈折率が、光学軸に平行な偏光に対しては充填材の屈折率と等しく、光学軸に垂直な偏光に対しては充填材の屈折率と異なる回折格子。(2).液晶高分子等の屈折率が、光学軸に平行な偏光に対しては充填材の屈折率と異なり、光学軸に垂直な偏光に対しては充填材の屈折率と等しい回折格子。ここで、光学軸に平行な偏光、光学軸に垂直な偏光がそれぞれＴＥ偏光、ＴＭ偏光と一致していなくても良い。
【００７２】
本発明の光ヘッド装置の第三実施形態は、第一実施形態における回折光学素子３ａを回折光学素子３ｃ、光検出器１０ａを光検出器１０ｃに置き換えたものである。
【００７３】
図６は回折光学素子３ｃの断面図である。回折光学素子３ｃは、図２に示す回折光学素子３ａにおける波長板１４ｂと回折格子１５ｂとの間に回折格子１６ａを挿入した構成である。回折格子１６ａとしては、複屈折性を有する液晶高分子等のパタンを波長板１４ｂ上に形成し、それを充填材で埋めたものを用いることもできるし、複屈折性を有する液晶高分子等のパタンをガラス基板上に形成し、それを充填材で埋めたものを用いることもできる。液晶高分子等のパタンの平面形状は等間隔の直線状であり、断面形状は鋸歯状である。なお、回折格子１６ａは回折格子１５ｂと波長板１４ｃとの間に挿入しても良い。
【００７４】
回折格子１６ａの溝の方向は図の紙面に垂直な方向である。ここで、偏光方向が回折格子１６ａの溝に平行な直線偏光、すなわち図の紙面に垂直な直線偏光をＴＥ偏光、偏光方向が回折格子１６ａの溝に垂直な直線偏光、すなわち図の紙面に平行な直線偏光をＴＭ偏光とする。このとき、回折格子１６ａにおける液晶高分子等の屈折率は、ＴＥ偏光に対しては充填材の屈折率と等しく、ＴＭ偏光に対しては充填材の屈折率と異なる。
【００７５】
図６（ａ）にはＤＶＤ用の光ＰＤを示している。光ＰＤは、図２（ａ）で説明したのと同様に、回折格子１５ａでメインビームである０次光及びサブビームである±１次回折光の三つの光に分割される。メインビームとサブビームとの光量の比は、回折格子１５ａの溝の深さによって定められ、メインビームとサブビームとの光記録媒体上での間隔は、回折格子１５ａの溝の周期によって定められる。これらの光は、回折格子１６ａ及び回折格子１５ｂをほぼ完全に透過する。
【００７６】
図６（ｂ）にはＣＤ用の光ＰＣを示している。光ＰＣは、図２（ｂ）で説明したのと同様に、回折格子１５ａをほぼ完全に透過する。この光は、回折格子１６ａで−１次回折光としてほぼ完全に回折され、回折格子１５ｂでメインビームである０次光及びサブビームである±１次回折光の三つの光に分割される。メインビームとサブビームとの光量の比は、回折格子１５ｂの溝の深さによって定められ、メインビームとサブビームとの光記録媒体上での間隔は、回折格子１５ｂの溝の周期によって定められる。
【００７７】
半導体レーザ１ａに収納されているＤＶＤ用の半導体レーザの発光点を回折光学素子３ｃの光軸に一致させると、半導体レーザ１ａに収納されているＣＤ用の半導体レーザの発光点は回折光学素子３ｃの光軸からずれる。ＣＤ用の半導体レーザの発光点が回折光学素子３ｃの光軸に対して図６の下側へずれているとする。このとき、回折格子１６ａの鋸歯の向きを−１次回折光が図６の下側へ偏向されるように定め、鋸歯の周期をＤＶＤ用及びＣＤ用の半導体レーザの各発光点の間隔に応じて適切に定めることにより、ＣＤ用の半導体レーザの見かけ上の発光点を回折光学素子３ｃの光軸に一致させることができる。回折格子１６ａの鋸歯の深さは、−１次回折光の回折効率が最大になるように定められる。このように、回折光学素子３ｃに光軸補正機能を持たせることにより、下に述べるように光検出器１０ｃの受光部の数を減らすことができる。
【００７８】
本実施形態においては、第一実施形態と同様に、回折光学素子３ｃにおけるＴＭ偏光の方向を偏光ビームスプリッタ４におけるＰ偏光の方向と一致させることにより、往路及び復路での光量の損失を抑制することができるため効率が高い。
【００７９】
本実施形態に用いる回折光学素子３ｃにおける回折格子１６ａの作用は、必ずしも図６で説明した通りでなくても良い。回折光学素子１６ａは、光ＰＤ及び光ＰＣのうちどちらか一方の光を１次回折光としてほぼ完全に回折させ、他方の光をほぼ完全に透過させれば良い。回折格子１６ａは、次の(1)及び(2)の二種類の中から適宜選択される。(1).液晶高分子等の屈折率が、光学軸に平行な偏光に対しては充填材の屈折率と等しく、光学軸に垂直な偏光に対しては充填材の屈折率と異なる回折格子。(2).液晶高分子等の屈折率が、光学軸に平行な偏光に対しては充填材の屈折率と異なり、光学軸に垂直な偏光に対しては充填材の屈折率と等しい回折格子。ここで、光学軸に平行な偏光、光学軸に垂直な偏光がそれぞれＴＥ偏光、ＴＭ偏光と一致していなくても良い。
【００８０】
本発明の光ヘッド装置の第四実施形態は、第二実施形態における回折光学素子３ｂを回折光学素子３ｄ、光検出器１０ｂを光検出器１０ｃに置き換えたものである。
【００８１】
図７は回折光学素子３ｄの断面図である。回折光学素子３ｄは、図４に示す回折光学素子３ｂにおける波長板１４ｄと回折格子１５ｃとの間に回折格子１６ｂを挿入し、波長板１４ｆと回折格子１５ｅとの間に回折格子１６ｃを挿入した構成である。回折格子１６ｂ、１６ｃとしては、複屈折性を有する液晶高分子等のパタンを波長板１４ｄ、１４ｆ上に形成し、それを充填材で埋めたものを用いることもできるし、複屈折性を有する液晶高分子等のパタンをガラス基板上に形成し、それを充填材で埋めたものを用いることもできる。液晶高分子等のパタンの平面形状は等間隔の直線状であり、断面形状は鋸歯状である。なお、回折格子１６ｂは回折格子１５ｃと波長板１４ｅとの間に挿入しても良く、回折格子１６ｃは回折格子１５ｅと波長板１４ｇとの間に挿入しても良い。
【００８２】
回折格子１６ｂ、１６ｃの溝の方向は図の紙面に垂直な方向である。ここで、偏光方向が回折格子１６ｂ、１６ｃの溝に平行な直線偏光、すなわち図の紙面に垂直な直線偏光をＴＥ偏光、偏光方向が回折格子１６ｂ、１６ｃの溝に垂直な直線偏光、すなわち図の紙面に平行な直線偏光をＴＭ偏光とする。このとき、回折格子１６ｂ、１６ｃにおける液晶高分子等の屈折率は、ＴＥ偏光に対しては充填材の屈折率と異なり、ＴＭ偏光に対しては充填材の屈折率と等しい。
【００８３】
図７（ａ）にはＨＤ ＤＶＤ用の光ＰＨを示している。光ＰＨは、図４（ａ）で説明したのと同様に、回折格子１６ｂ、１５ｃをほぼ完全に透過する。この光は、回折格子１５ｄでメインビームである０次光及びサブビームである±１次回折光の三つの光に分割される。メインビームとサブビームとの光量の比は、回折格子１５ｄの溝の深さによって定められ、メインビームとサブビームとの光記録媒体上での間隔は、回折格子１５ｄの溝の周期によって定められる。これらの光は、回折格子１６ｃ及び回折格子１５ｅをほぼ完全に透過する。
【００８４】
図７（ｂ）にはＤＶＤ用の光ＰＤを示している。光ＰＤは、図４（ｂ）で説明したのと同様に、回折格子１６ｂで＋１次回折光としてほぼ完全に回折され、回折格子１５ｃでメインビームである０次光及びサブビームである±１次回折光の三つの光に分割される。メインビームとサブビームとの光量の比は、回折格子１５ｃの溝の深さによって定められ、メインビームとサブビームとの光記録媒体上での間隔は、回折格子１５ｃの溝の周期によって定められる。これらの光は、回折格子１５ｄをほぼ完全に透過する。これらの光は、回折格子１６ｃ及び回折格子１５ｅをほぼ完全に透過する。
【００８５】
図７（ｃ）にはＣＤ用の光ＰＣを示している。光ＰＣは、図４（ｃ）で説明したのと同様に、回折格子１６ｂ、１５ｃをほぼ完全に透過する。この光は、回折格子１５ｄをほぼ完全に透過する。この光は、回折格子１６ｃで−１次回折光としてほぼ完全に回折され、回折格子１５ｅでメインビームである０次光及びサブビームである±１次回折光の三つの光に分割される。メインビームとサブビームとの光量の比は、回折格子１５ｅの溝の深さによって定められ、メインビームとサブビームとの光記録媒体上での間隔は、回折格子１５ｅの溝の周期によって定められる。
【００８６】
半導体レーザ１ｂに収納されているＨＤ ＤＶＤ用の半導体レーザの発光点を回折光学素子３ｄの光軸に一致させると、半導体レーザ１ｂに収納されているＤＶＤ用及びＣＤ用の半導体レーザの発光点は回折光学素子３ｄの光軸からずれる。ＤＶＤ用の半導体レーザの発光点が回折光学素子３ｄの光軸に対して図７の上側へずれており、ＣＤ用の半導体レーザの発光点が回折光学素子３ｄの光軸に対して図７の下側へずれているとする。このとき、回折格子１６ｂの鋸歯の向きを＋１次回折光が図７の上側へ偏向されるように定め、鋸歯の周期をＨＤ ＤＶＤ用及びＤＶＤ用の半導体レーザの各発光点の間隔に応じて適切に定めることにより、ＤＶＤ用の半導体レーザの見かけ上の発光点を回折光学素子３ｄの光軸に一致させることができる。また、回折格子１６ｃの鋸歯の向きを−１次回折光が図７の下側へ偏向されるように定め、鋸歯の周期をＨＤ ＤＶＤ用及びＣＤ用の半導体レーザの各発光点の間隔に応じて適切に定めることにより、ＣＤ用の半導体レーザの見かけ上の発光点を回折光学素子３ｄの光軸に一致させることができる。回折格子１６ｂの鋸歯の深さは、＋１次回折光の回折効率が最大になるように定められ、回折格子１６ｃの鋸歯の深さは、−１次回折光の回折効率が最大になるように定められる。このように、回折光学素子３ｄに光軸補正機能を持たせることにより、下に述べるように光検出器１０ｃの受光部の数を減らすことができる。
【００８７】
本実施形態においては、第二実施形態と同様に、回折光学素子３ｄにおけるＴＭ偏光の方向を偏光ビームスプリッタ４におけるＰ偏光の方向と一致させることにより、往路及び復路での光量の損失を抑制することができるため効率が高い。
【００８８】
本実施形態に用いる回折光学素子３ｄにおける回折格子１６ｂ、１６ｃの作用は、必ずしも図７で説明した通りでなくても良い。回折格子１６ｂは、光ＰＨ、光ＰＤ、光ＰＣのうちいずれか一つの光を１次回折光としてほぼ完全に回折させ、他の二つの光をほぼ完全に透過させ、回折格子１６ｃは、光ＰＨ、光ＰＤ、光ＰＣのうち、回折格子１６ｂで回折された一つの光を除くいずれか一つの光を１次回折光としてほぼ完全に回折させ、他の二つの光をほぼ完全に透過させれば良い。回折格子１６ｂ、１６ｃは、次の(1)及び(2)の二種類の中から適宜選択される。(1).液晶高分子等の屈折率が、光学軸に平行な偏光に対しては充填材の屈折率と等しく、光学軸に垂直な偏光に対しては充填材の屈折率と異なる回折格子。(2).液晶高分子等の屈折率が、光学軸に平行な偏光に対しては充填材の屈折率と異なり、光学軸に垂直な偏光に対しては充填材の屈折率と等しい回折格子。ここで、光学軸に平行な偏光、光学軸に垂直な偏光がそれぞれＴＥ偏光、ＴＭ偏光と一致していなくても良い。
【００８９】
図８に、光検出器１０ｃの受光部のパタンと光検出器１０ｃ上の光スポットの配置とを示す。
【００９０】
第三実施形態においては、光スポット１９ｐは、回折光学素子３ｃからの光ＰＤ及び光ＰＣの０次光に相当し、光軸を通るディスク７の接線方向に平行な分割線及び半径方向に平行な分割線で四つに分割された受光部２５ａ〜２５ｄで受光される。光スポット１９ｑは、回折光学素子３ｃからの光ＰＤ及び光ＰＣの＋１次回折光に相当し、光軸を通るディスク７の接線方向に平行な分割線及び半径方向に平行な分割線で四つに分割された受光部２５ｅ〜２５ｈで受光される。光スポット１９ｒは、回折光学素子３ｃからの光ＰＤ及び光ＰＣの−１次回折光に相当し、光軸を通るディスク７の接線方向に平行な分割線及び半径方向に平行な分割線で四つに分割された受光部２５ｉ〜２５ｌで受光される。
【００９１】
第四実施形態においては、光スポット１９ｐは、回折光学素子３ｄからの光ＰＨ、光ＰＤ及び光ＰＣの０次光に相当し、光軸を通るディスク７の接線方向に平行な分割線及び半径方向に平行な分割線で四つに分割された受光部２５ａ〜２５ｄで受光される。光スポット１９ｑは、回折光学素子３ｄからの光ＰＨ、光ＰＤ及び光ＰＣの＋１次回折光に相当し、光軸を通るディスク７の接線方向に平行な分割線及び半径方向に平行な分割線で四つに分割された受光部２５ｅ〜２５ｈで受光される。光スポット１９ｒは、回折光学素子３ｄからの光ＰＨ、光ＰＤ及び光ＰＣの−１次回折光に相当し、光軸を通るディスク７の接線方向に平行な分割線及び半径方向に平行な分割線で四つに分割された受光部２５ｉ〜２５ｌで受光される。
【００９２】
ディスク７上の三つの集光スポットの列はほぼ接線方向であるが、円筒レンズ８及びレンズ９の作用により、光検出器１０ｃ上の光スポット１９ｐ、１９ｑ、１９ｒの列はほぼ半径方向となる。第三及び第四実施形態においては、図３及び図５で説明した方法と同様の方法により、非点収差法によるフォーカス誤差信号、差動プッシュプル法によるトラック誤差信号、ＲＦ信号が得られる。
【００９３】
図９に本発明の光ヘッド装置の第五実施形態を示す。第五実施形態は、第一実施形態における回折光学素子３ａと偏光ビームスプリッタ４との間に倍率制御素子１１ａ、偏光ビームスプリッタ４と円筒レンズ８との間に倍率制御素子１２ａ、１／４波長板５と対物レンズ６との間に開口制御素子１３ａをそれぞれ設けたものである。なお、倍率制御素子１１ａの位置は、半導体レーザ１ａと偏光ビームスプリッタ４との間であればどこでも良く、倍率制御素子１２ａの位置は、偏光ビームスプリッタ４と光検出器１０ａとの間であればどこでも良く、開口制御素子１３ａの位置は、偏光ビームスプリッタ４と対物レンズ６との間であればどこでも良い。
【００９４】
一般に、光ヘッド装置に用いられる対物レンズは、特定の波長及び特定の光記録媒体の保護層の厚さに対して球面収差が補正されるように設計されているため、別の波長又は別の光記録媒体の保護層の厚さに対しては球面収差を生じる。したがって、ＤＶＤ規格及びＣＤ規格のどちらの光記録媒体に対しても記録や再生を行うためには、光記録媒体に応じて球面収差を補正することが必要である。
【００９５】
対物レンズ６は、対物レンズ６に平行光として入射した光ＰＤがＤＶＤ規格の光記録媒体の保護層を透過する際に、球面収差が補正されるように設計されているとする。ＤＶＤ規格の光記録媒体に対して記録や再生を行う場合は、半導体レーザ１ａから出射して倍率制御素子１１ａに平行光として入射する光ＰＤが、倍率制御素子１１ａから平行光として出射して対物レンズ６に入射し、対物レンズ６から出射して倍率制御素子１２ａに平行光として入射する光ＰＤが、倍率制御素子１２ａから平行光として出射して光検出器１０ａに入射するように、倍率制御素子１１ａ、１２ａにより対物レンズ６の倍率を制御する。
【００９６】
対物レンズ６に平行光として入射した光ＰＣがＣＤ規格の光記録媒体の保護層を透過する際には球面収差が残留する。しかし、対物レンズ６に適切な広がり角の発散光として光ＰＣを入射させると、対物レンズ６の倍率変化に伴う新たな球面収差が生じ、これにより残留する球面収差が補正される。ＣＤ規格の光記録媒体に対して記録や再生を行う場合は、半導体レーザ１ａから出射して倍率制御素子１１ａに平行光として入射する光ＰＣが、倍率制御素子１１ａから適切な広がり角の発散光として出射して対物レンズ６に入射し、対物レンズ６から出射して倍率制御素子１２ａに適切な広がり角の収束光として入射する光ＰＣが、倍率制御素子１２ａから平行光として出射して光検出器１０ａに入射するように、倍率制御素子１１ａ、１２ａにより対物レンズ６の倍率を制御する。
【００９７】
図１０は倍率制御素子１１ａ、１２ａの断面図である。倍率制御素子１１ａは、波長板１４ｈ、回折レンズ１７ａ、波長板１４ｉを積層した構成である。また、倍率制御素子１２ａは、波長板１４ｊ、回折レンズ１７ｂ、波長板１４ｋを積層した構成である。波長板１４ｈ、１４ｉ、１４ｊ、１４ｋとしては、複屈折性を有する結晶を用いることもできるし、複屈折性を有する液晶高分子等をガラス基板で挟んだものを用いることもできる。回折レンズ１７ａ、１７ｂとしては、複屈折性を有する液晶高分子等のパタンを波長板１４ｈ、１４ｉ、１４ｊ、１４ｋのいずれかの上に形成し、それを充填材で埋めたものを用いることもできるし、複屈折性を有する液晶高分子等のパタンをガラス基板上に形成し、それを充填材で埋めたものを用いることもできる。液晶高分子等のパタンの平面形状は中心から周辺に向かって間隔が狭くなる同心円状であり、断面形状は鋸歯状である。波長板１４ｈ、回折レンズ１７ａ、波長板１４ｉは、必要に応じて間に接着剤を挟んで一体化されている。また、波長板１４ｊ、回折レンズ１７ｂ、波長板１４ｋは、必要に応じて間に接着剤を挟んで一体化されている。
【００９８】
波長板１４ｈ、１４ｉは、光ＰＤに対しては入射光の偏光方向を９０°変換する１／２波長板として作用し、光ＰＣに対しては全波長板として作用する。波長板１４ｊ、１４ｋは、光ＰＤに対しては全波長板として作用し、光ＰＣに対しては入射光の偏光方向を９０°変換する１／２波長板として作用する。
【００９９】
ここで、偏光方向が図の紙面に垂直な直線偏光をＴＥ偏光、偏光方向が図の紙面に平行な直線偏光をＴＭ偏光とする。このとき、回折レンズ１７ａ、１７ｂにおける液晶高分子等の屈折率は、ＴＥ偏光に対しては充填材の屈折率と等しく、ＴＭ偏光に対しては充填材の屈折率と異なる。つまり、回折レンズ１７ａ、１７ｂはＴＭ偏光に対してのみ回折レンズとして作用する。
【０１００】
図１０（ａ）にはＤＶＤ用の光ＰＤを示している。光ＰＤは、倍率制御素子１１ａにＴＭ偏光として入射する。この光は、波長板１４ｈを透過してＴＭ偏光からＴＥ偏光に変換され、回折レンズ１７ａに入射する。したがって、回折レンズ１７ａをほぼ完全に透過し、平行光の状態が維持される。この光は、波長板１４ｉを透過してＴＥ偏光からＴＭ偏光に変換され、倍率制御素子１１ａからＴＭ偏光として出射する。
【０１０１】
図１０（ｂ）にはＣＤ用の光ＰＣを示している。光ＰＣは、倍率制御素子１１ａにＴＭ偏光として入射する。この光は、波長板１４ｈをＴＭ偏光のままで透過し、回折レンズ１７ａに入射する。したがって、回折レンズ１７ａで１次回折光としてほぼ完全に回折され、平行光から適切な広がり角の発散光へ変換される。この光は、波長板１４ｉをＴＭ偏光のままで透過し、倍率制御素子１１ａからＴＭ偏光として出射する。回折レンズ１７ａの鋸歯の向きと周期は、平行光が適切な広がり角の発散光へ変換されるように定められる。回折レンズ１７ａの鋸歯の深さは、１次回折光の回折効率が最大になるように定められる。
【０１０２】
図１０（ｃ）にはＤＶＤ用の光ＰＤを示している。光ＰＤは、倍率制御素子１２ａにＴＥ偏光として入射する。この光は、波長板１４ｊをＴＥ偏光のままで透過し、回折レンズ１７ｂに入射する。したがって、回折レンズ１７ｂをほぼ完全に透過し、平行光の状態が維持される。この光は、波長板１４ｋをＴＥ偏光のままで透過し、倍率制御素子１２ａからＴＥ偏光として出射する。
【０１０３】
図１０（ｄ）にはＣＤ用の光ＰＣを示している。光ＰＣは、倍率制御素子１２ａにＴＥ偏光として入射する。この光は、波長板１４ｊを透過してＴＥ偏光からＴＭ偏光に変換され、回折レンズ１７ｂに入射する。したがって、回折レンズ１７ｂで１次回折光としてほぼ完全に回折され、適切な広がり角の収束光から平行光へ変換される。この光は、波長板１４ｋを透過してＴＭ偏光からＴＥ偏光に変換され、倍率制御素子１２ａからＴＥ偏光として出射する。回折レンズ１７ｂの鋸歯の向きと周期は、適切な広がり角の収束光が平行光へ変換されるように定められる。回折レンズ１７ｂの鋸歯の深さは、１次回折光の回折効率が最大になるように定められる。
【０１０４】
本実施形態においては、倍率制御素子１１ａにおけるＴＭ偏光の方向を偏光ビームスプリッタ４におけるＰ偏光の方向と一致させ、倍率制御素子１２ａにおけるＴＥ偏光の方向を偏光ビームスプリッタ４におけるＳ偏光の方向と一致させることにより、往路及び復路での光量の損失を抑制することができるため効率が高い。
【０１０５】
本実施形態に用いる倍率制御素子１１ａ、１２ａにおける波長板１４ｈ、１４ｉ、１４ｊ、１４ｋの作用は、必ずしも図１０で説明した通りでなくても良い。第一実施形態における波長板１４ａ、１４ｂ、１４ｃと同様に、倍率制御素子１１ａ、１２ａに入射する光ＰＤと光ＰＣとの偏光方向が一致しており、回折レンズ１７ａ、１７ｂに入射する光ＰＤと光ＰＣとの偏光方向が互いに直交しており、倍率制御素子１１ａ、１２ａから出射する光ＰＤと光ＰＣとの偏光方向が一致していれば良い。
【０１０６】
また、本実施形態に用いる倍率制御素子１１ａ、１２ａにおける回折レンズ１７ａ、１７ｂの作用は、必ずしも図１０で説明した通りでなくても良い。第三実施形態における回折格子１６ａと同様に、回折レンズ１７ａ、１７ｂは、光ＰＤ、光ＰＣのうちどちらか一方の光を１次回折光としてほぼ完全に回折させ、他方の光をほぼ完全に透過させれば良い。
【０１０７】
本発明の光ヘッド装置の第六実施形態は、第二実施形態における回折光学素子３ｂと偏光ビームスプリッタ４との間に倍率制御素子１１ｂ、偏光ビームスプリッタ４と円筒レンズ８との間に倍率制御素子１２ｂ、１／４波長板５と対物レンズ６との間に開口制御素子１３ｂを設けたものである。なお、倍率制御素子１１ｂの位置は、半導体レーザ１ｂと偏光ビームスプリッタ４との間であればどこでも良く、倍率制御素子１２ｂの位置は、偏光ビームスプリッタ４と光検出器１０ｂとの間であればどこでも良く、開口制御素子１３ｂの位置は、偏光ビームスプリッタ４と対物レンズ６との間であればどこでも良い。
【０１０８】
一般に、光ヘッド装置に用いられる対物レンズは、特定の波長及び特定の光記録媒体の保護層の厚さに対して球面収差が補正されるように設計されているため、別の波長又は別の光記録媒体の保護層の厚さに対しては球面収差を生じる。したがって、ＨＤ ＤＶＤ規格、ＤＶＤ規格、ＣＤ規格のいずれの光記録媒体に対しても記録や再生を行うためには、光記録媒体に応じて球面収差を補正することが必要である。
【０１０９】
対物レンズ６は、対物レンズ６に平行光として入射した光ＰＨがＨＤ ＤＶＤ規格の光記録媒体の保護層を透過する際に、球面収差が補正されるように設計されているとする。ＨＤ ＤＶＤ規格の光記録媒体に対して記録や再生を行う場合は、半導体レーザ１ｂから出射して倍率制御素子１１ｂに平行光として入射する光ＰＨが、倍率制御素子１１ｂから平行光として出射して対物レンズ６に入射し、対物レンズ６から出射して倍率制御素子１２ｂに平行光として入射する光ＰＨが、倍率制御素子１２ｂから平行光として出射して光検出器１０ｂに入射するように、倍率制御素子１１ｂ、１２ｂにより対物レンズ６の倍率を制御する。
【０１１０】
対物レンズ６に平行光として入射した光ＰＤがＤＶＤ規格の光記録媒体の保護層を透過する際には球面収差が残留する。しかし、対物レンズ６に適切な広がり角の発散光として光ＰＤを入射させると、対物レンズ６の倍率変化に伴う新たな球面収差が生じ、これにより残留する球面収差が補正される。ＤＶＤ規格の光記録媒体に対して記録や再生を行う場合は、半導体レーザ１ｂから出射して倍率制御素子１１ｂに平行光として入射する光ＰＤが、倍率制御素子１１ｂから適切な広がり角の発散光として出射して対物レンズ６に入射し、対物レンズ６から出射して倍率制御素子１２ｂに適切な広がり角の収束光として入射する光ＰＤが、倍率制御素子１２ｂから平行光として出射して光検出器１０ｂに入射するように、倍率制御素子１１ｂ、１２ｂにより対物レンズ６の倍率を制御する。
【０１１１】
対物レンズ６に平行光として入射した光ＰＣがＣＤ規格の光記録媒体の保護層を透過する際には球面収差が残留する。しかし、対物レンズ６に適切な広がり角の発散光として光ＰＣを入射させると、対物レンズ６の倍率変化に伴う新たな球面収差が生じ、これにより残留する球面収差が補正される。ＣＤ規格の光記録媒体に対して記録や再生を行う場合は、半導体レーザ１ｂから出射して倍率制御素子１１ｂに平行光として入射する光ＰＣが、倍率制御素子１１ｂから適切な広がり角の発散光として出射して対物レンズ６に入射し、対物レンズ６から出射して倍率制御素子１２ｂに適切な広がり角の収束光として入射する光ＰＣが、倍率制御素子１２ｂから平行光として出射して光検出器１０ｂに入射するように、倍率制御素子１１ｂ、１２ｂにより対物レンズ６の倍率を制御する。
【０１１２】
図１１及び図１２は倍率制御素子１１ｂ、１２ｂの断面図である。倍率制御素子１１ｂは、波長板１４ｌ、回折レンズ１７ｃ、波長板１４ｍ、回折レンズ１７ｄ、波長板１４ｎを積層した構成である。また、倍率制御素子１２ｂは、波長板１４ｏ、回折レンズ１７ｅ、波長板１４ｐ、回折レンズ１７ｆ、波長板１４ｑを積層した構成である。波長板１４ｌ、１４ｍ、１４ｎ、１４ｏ、１４ｐ、１４ｑとしては、複屈折性を有する結晶を用いることもできるし、複屈折性を有する液晶高分子等をガラス基板で挟んだものを用いることもできる。回折レンズ１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ、１７ｆとしては、複屈折性を有する液晶高分子等のパタンを波長板１４ｌ、１４ｍ、１４ｎ、１４ｏ、１４ｐ、１４ｑのいずれかの上に形成し、それを充填材で埋めたものを用いることもできるし、複屈折性を有する液晶高分子等のパタンをガラス基板上に形成し、それを充填材で埋めたものを用いることもできる。液晶高分子等のパタンの平面形状は中心から周辺に向かって間隔が狭くなる同心円状であり、断面形状は鋸歯状である。波長板１４ｌ、回折レンズ１７ｃ、波長板１４ｍ、回折レンズ１７ｄ、波長板１４ｎは、必要に応じて間に接着剤を挟んで一体化されている。また、波長板１４ｏ、回折レンズ１７ｅ、波長板１４ｐ、回折レンズ１７ｆ、波長板１４ｑは、必要に応じて間に接着剤を挟んで一体化されている。
【０１１３】
波長板１４ｌは、光ＰＨ及び光ＰＣに対しては全波長板として作用し、光ＰＤに対しては、入射光の偏光方向を９０°変換する１／２波長板として作用する。波長板１４ｍは、光ＰＨに対しては全波長板として作用し、光ＰＤ及び光ＰＣに対しては、入射光の偏光方向を９０°変換する１／２波長板として作用する。波長板１４ｎは、光ＰＨ及び光ＰＤに対しては全波長板として作用し、光ＰＣに対しては、入射光の偏光方向を９０°変換する１／２波長板として作用する。波長板１４ｏは、光ＰＨ及び光ＰＤに対しては、入射光の偏光方向を９０°変換する１／２波長板として作用し、光ＰＣに対しては全波長板として作用する。波長板１４ｐは、光ＰＨに対しては全波長板として作用し、光ＰＤ及び光ＰＣに対しては、入射光の偏光方向を９０°変換する１／２波長板として作用する。波長板１４ｑは、光ＰＨ及び光ＰＣに対しては、入射光の偏光方向を９０°変換する１／２波長板として作用し、光ＰＤに対しては全波長板として作用する。
【０１１４】
ここで、偏光方向が図の紙面に垂直な直線偏光をＴＥ偏光、偏光方向が図の紙面に平行な直線偏光をＴＭ偏光とする。このとき、回折レンズ１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ、１７ｆにおける液晶高分子等の屈折率は、ＴＥ偏光に対しては充填材の屈折率と異なり、ＴＭ偏光に対しては充填材の屈折率と等しい。つまり、回折レンズ１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ、１７ｆはＴＥ偏光に対してのみ回折レンズとして作用する。
【０１１５】
図１１（ａ）にはＨＤ ＤＶＤ用の光ＰＨを示している。光ＰＨは、倍率制御素子１１ｂにＴＭ偏光として入射する。この光は、波長板１４ｌをＴＭ偏光のままで透過し、回折レンズ１７ｃに入射する。したがって、回折レンズ１７ｃをほぼ完全に透過し、平行光の状態が維持される。この光は、波長板１４ｍをＴＭ偏光のままで透過し、回折レンズ１７ｄに入射する。したがって、回折レンズ１７ｄをほぼ完全に透過し、平行光の状態が維持される。この光は、波長板１４ｎをＴＭ偏光のままで透過し、倍率制御素子１１ｂからＴＭ偏光として出射する。
【０１１６】
図１１（ｂ）にはＤＶＤ用の光ＰＤを示している。光ＰＤは、倍率制御素子１１ｂにＴＭ偏光として入射する。この光は、波長板１４ｌを透過してＴＭ偏光からＴＥ偏光に変換され、回折レンズ１７ｃに入射する。したがって、回折レンズ１７ｃで１次回折光としてほぼ完全に回折され、平行光から適切な広がり角の発散光へ変換される。この光は、波長板１４ｍを透過してＴＥ偏光からＴＭ偏光へ変換され、回折レンズ１７ｄに入射する。したがって、回折レンズ１７ｄをほぼ完全に透過し、発散光の状態が維持される。この光は、波長板１４ｎをＴＭ偏光のままで透過し、倍率制御素子１１ｂからＴＭ偏光として出射する。回折レンズ１７ｃの鋸歯の向きと周期は、平行光が適切な広がり角の発散光へ変換されるように定められる。回折レンズ１７ｃの鋸歯の深さは、１次回折光の回折効率が最大になるように定められる。
【０１１７】
図１１（ｃ）にはＣＤ用の光ＰＣを示している。光ＰＣは、倍率制御素子１１ｂにＴＭ偏光として入射する。この光は、波長板１４ｌをＴＭ偏光のままで透過し、回折レンズ１７ｃに入射する。したがって、回折レンズ１７ｃをほぼ完全に透過し、平行光の状態が維持される。この光は、波長板１４ｍを透過してＴＭ偏光からＴＥ偏光へ変換され、回折レンズ１７ｄに入射する。したがって、回折レンズ１７ｄで１次回折光としてほぼ完全に回折され、平行光から適切な広がり角の発散光へ変換される。この光は、波長板１４ｎを透過してＴＥ偏光からＴＭ偏光に変換され、倍率制御素子１１ｂからＴＭ偏光として出射する。回折レンズ１７ｄの鋸歯の向きと周期は、平行光が適切な広がり角の発散光へ変換されるように定められる。回折レンズ１７ｄの鋸歯の深さは、１次回折光の回折効率が最大になるように定められる。
【０１１８】
図１２（ｄ）にはＨＤ ＤＶＤ用の光ＰＨを示している。光ＰＨは、倍率制御素子１２ｂにＴＥ偏光として入射する。この光は、波長板１４ｏを透過してＴＥ偏光からＴＭ偏光に変換され、回折レンズ１７ｅに入射する。したがって、回折レンズ１７ｅをほぼ完全に透過し、平行光の状態が維持される。この光は、波長板１４ｐをＴＭ偏光のままで透過し、回折レンズ１７ｆに入射する。したがって、回折レンズ１７ｆをほぼ完全に透過し、平行光の状態が維持される。この光は、波長板１４ｑを透過してＴＭ偏光からＴＥ偏光に変換され、倍率制御素子１２ｂからＴＥ偏光として出射する。
【０１１９】
図１２（ｅ）にはＤＶＤ用の光ＰＤを示している。光ＰＤは、倍率制御素子１２ｂにＴＥ偏光として入射する。この光は、波長板１４ｏを透過してＴＥ偏光からＴＭ偏光に変換され、回折レンズ１７ｅに入射する。したがって、回折レンズ１７ｅをほぼ完全に透過し、収束光の状態が維持される。この光は、波長板１４ｐを透過してＴＭ偏光からＴＥ偏光へ変換され、回折レンズ１７ｆに入射する。したがって、回折レンズ１７ｆで１次回折光としてほぼ完全に回折され、適切な広がり角の収束光から平行光へ変換される。この光は、波長板１４ｑをＴＥ偏光のままで透過し、倍率制御素子１２ｂからＴＥ偏光として出射する。回折レンズ１７ｆの鋸歯の向きと周期は、適切な広がり角の収束光が平行光へ変換されるように定められる。回折レンズ１７ｆの鋸歯の深さは、１次回折光の回折効率が最大になるように定められる。
【０１２０】
図１２（ｆ）にはＣＤ用の光ＰＣを示している。光ＰＣは、倍率制御素子１２ｂにＴＥ偏光として入射する。この光は、波長板１４ｏをＴＥ偏光のままで透過し、回折レンズ１７ｅに入射する。したがって、回折レンズ１７ｅで１次回折光としてほぼ完全に回折され、適切な広がり角の収束光から平行光へ変換される。この光は、波長板１４ｐを透過してＴＥ偏光からＴＭ偏光へ変換され、回折レンズ１７ｆに入射する。したがって、回折レンズ１７ｆをほぼ完全に透過し、平行光の状態が維持される。この光は、波長板１４ｑを透過してＴＭ偏光からＴＥ偏光に変換され、倍率制御素子１２ｂからＴＥ偏光として出射する。回折レンズ１７ｅの鋸歯の向きと周期は、適切な広がり角の収束光が平行光へ変換されるように定められる。回折レンズ１７ｅの鋸歯の深さは、１次回折光の回折効率が最大になるように定められる。
【０１２１】
本実施形態においては、倍率制御素子１１ｂにおけるＴＭ偏光の方向を偏光ビームスプリッタ４におけるＰ偏光の方向と一致させ、倍率制御素子１２ｂにおけるＴＥ偏光の方向を偏光ビームスプリッタ４におけるＳ偏光の方向と一致させることにより、往路及び復路での光量の損失を抑制することができるため効率が高い。
【０１２２】
本実施形態に用いる倍率制御素子１１ｂ、１２ｂにおける波長板１４ｌ、１４ｍ、１４ｎ、１４ｏ、１４ｐ、１４ｑの作用は、必ずしも図１１及び図１２で説明した通りでなくても良い。第二実施形態における波長板１４ｄ、１４ｅ、１４ｆ、１４ｇと同様に、倍率制御素子１１ｂ、１２ｂに入射する光ＰＨ、光ＰＤ、光ＰＣの偏光方向が一致しており、回折レンズ１７ｃ、１７ｅに入射する光ＰＨ、光ＰＤ、光ＰＣのうちいずれか一つの光の偏光方向が他の二つの光の偏光方向に対して直交しており、回折レンズ１７ｄ、１７ｆに入射する光ＰＨ、光ＰＤ、光ＰＣのうち、回折レンズ１７ｃ、１７ｅにおいて偏光方向が他と異なっていた一つの光を除くいずれか一つの光の偏光方向が他の二つの光の偏光方向に対して直交しており、倍率制御素子１１ｂ、１２ｂから出射する光ＰＨ、光ＰＤ、光ＰＣの偏光方向が一致していれば良い。
【０１２３】
また、本実施形態に用いる倍率制御素子１１ｂ、１２ｂにおける回折レンズ１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ、１７ｆの作用は、必ずしも図１１及び図１２で説明した通りでなくても良い。第四実施形態における回折格子１６ｂ、１６ｃと同様に、回折レンズ１７ｃ、１７ｅは、光ＰＨ、光ＰＤ、光ＰＣのうちいずれか一つの光を１次回折光としてほぼ完全に回折させ、他の二つの光をほぼ完全に透過させ、回折レンズ１７ｄ、１７ｆは、光ＰＨ、光ＰＤ、光ＰＣのうち、回折レンズ１７ｃ、１７ｅで回折された一つの光を除くいずれか一つの光を１次回折光としてほぼ完全に回折させ、他の二つの光をほぼ完全に透過させれば良い。
【０１２４】
本発明の光ヘッド装置の第七実施形態は、第五実施形態における回折光学素子３ａと倍率補正素子１１ａとを、回折光学素子３ｅに置き換えたものである。
【０１２５】
図１３［１］は回折光学素子３ｅの断面図である。回折光学素子３ｅは、図６に示す回折光学素子３ｃにおける回折格子１５ｂと波長板１４ｃとの間に、回折レンズ１７ａを挿入した構成である。回折レンズ１７ａの作用は図１０に示す倍率制御素子１１ａにおけるものと同じである。回折レンズ１７ａとしては、複屈折性を有する液晶高分子等のパタンを波長板１４ｃ上に形成し、それを充填材で埋めたものを用いることもできるし、複屈折性を有する液晶高分子等のパタンをガラス基板上に形成し、それを充填材で埋めたものを用いることもできる。なお、回折格子１６ａ、回折格子１５ｂ、回折レンズ１７ａの順序は任意である。この回折光学素子３ｅは、図６に示す回折光学素子３ｃが持つ光軸補正機能と、図１０に示す倍率制御素子１１ａが持つ対物レンズ６の倍率制御機能とを兼ね備えている。
【０１２６】
本発明の光ヘッド装置の第八実施形態は、第六実施形態における回折光学素子３ｂと倍率補正素子１１ｂとを、回折光学素子３ｆに置き換えたものである。
【０１２７】
図１３［２］は回折光学素子３ｆの断面図である。回折光学素子３ｆは、図７に示す回折光学素子３ｄにおける回折格子１５ｃと波長板１４ｅとの間に、回折レンズ１７ｃを挿入し、回折格子１５ｅと波長板１４ｇとの間に、回折レンズ１７ｄを挿入した構成である。回折レンズ１７ｃ、１７ｄの作用は図１１及び図１２に示す倍率制御素子１１ｂにおけるものと同じである。回折レンズ１７ｃ、１７ｄとしては、複屈折性を有する液晶高分子等のパタンを波長板１４ｅ、１４ｇ上に形成し、それを充填材で埋めたものを用いることもできるし、複屈折性を有する液晶高分子等のパタンをガラス基板上に形成し、それを充填材で埋めたものを用いることもできる。なお、回折格子１６ｂ、回折格子１５ｃ、回折レンズ１７ｃの順序は任意であり、回折格子１６ｃ、回折格子１５ｅ、回折レンズ１７ｄの順序は任意である。この回折光学素子３ｆは、図７に示す回折光学素子３ｄが持つ光軸補正機能と、図１１及び図１２に示す倍率制御素子１１ｂが持つ対物レンズ６の倍率制御機能とを兼ね備えている。
【０１２８】
次に、第五実施形態における開口制御素子１３ａについて述べる。ＤＶＤ規格、ＣＤ規格のどちらの光記録媒体に対しても記録や再生を行うためには、光記録媒体に応じて光ヘッド装置の対物レンズの開口数を制御することが必要である。開口制御素子１３ａはそのために設けられたものである。
【０１２９】
図１４［１］は開口制御素子１３ａの平面図である。開口制御素子１３ａはガラス基板上に誘電体多層膜が形成された構成であり、領域１８ａ、１８ｂの二つに分割されている。なお、図中の点線は対物レンズ６の有効径に相当する。領域１８ａは、光ＰＤ、光ＰＣをほぼ完全に透過させる。領域１８ｂは、光ＰＤをほぼ完全に透過させ、光ＰＣをほぼ完全に反射させる。したがって、光ＰＤに対する開口数は、対物レンズ６の有効径で決定され、例えば０．６に設定される。光ＰＣに対する開口数は、領域１８ａ、１８ｂの境界である円の直径で決定され、例えば０．４５に設定される。
【０１３０】
次に、第六実施形態における開口制御素子１３ｂについて述べる。ＨＤ ＤＶＤ規格、ＤＶＤ規格、ＣＤ規格のいずれの光記録媒体に対しても記録や再生を行うためには、光記録媒体に応じて光ヘッド装置の対物レンズの開口数を制御することが必要である。開口制御素子１３ｂはそのために設けられたものである。
【０１３１】
図１４［２］は開口制御素子１３ｂの平面図である。開口制御素子１３ｂはガラス基板上に誘電体多層膜が形成された構成であり、領域１８ｃ、１８ｄ、１８ｅの三つに分割されている。なお、図中の点線は対物レンズ６の有効径に相当する。領域１８ｃは、光ＰＨ、光ＰＤ、光ＰＣをほぼ完全に透過させる。領域１８ｄは、光ＰＨ、光ＰＤをほぼ完全に透過させ、光ＰＣをほぼ完全に反射させる。領域１８ｅは、光ＰＨをほぼ完全に透過させ、光ＰＤ、光ＰＣをほぼ完全に反射させる。したがって、光ＰＨに対する開口数は、対物レンズ６の有効径で決定され、例えば０．６５に設定される。光ＰＤに対する開口数は、領域１８ｄ、１８ｅの境界である円の直径で決定され、例えば０．６に設定される。光ＰＣに対する開口数は、領域１８ｃ、１８ｄの境界である円の直径で決定され、例えば０．４５に設定される。
【０１３２】
図１５に本発明の光学式情報記録再生装置の一実施形態を示す。本実施形態は、本発明の光ヘッド装置の第一実施形態に、コントローラ２６、変調回路２７、記録信号生成回路２８、半導体レーザ駆動回路２９、増幅回路３０、再生信号処理回路３１、復調回路３２、誤差信号生成回路３３、対物レンズ駆動回路３４を付加したものである。
【０１３３】
変調回路２７は、ディスク７へ記録すべきデータを変調規則に従って変調する。記録信号生成回路２８は、変調回路２７で変調された信号を基に、記録ストラテジに従って半導体レーザ１ａを駆動するための記録信号を生成する。半導体レーザ駆動回路２９は、記録信号生成回路２８で生成された記録信号を基に、半導体レーザ１ａへ記録信号に応じた電流を供給して半導体レーザ１ａを駆動する。これにより、ディスク７へのデータの記録が行われる。
【０１３４】
一方、増幅回路３０は、光検出器１０ａの各受光部からの出力を増幅する。再生信号処理回路３１は、増幅回路３０で増幅された信号を基に、ＲＦ信号の生成、波形等化及び二値化を行う。復調回路３２は、再生信号処理回路３１で二値化された信号を復調規則に従って復調する。これにより、ディスク７からのデータの再生が行われる。
【０１３５】
また、誤差信号生成回路３３は、増幅回路３０で増幅された信号を基に、フォーカス誤差信号及びトラック誤差信号の生成を行う。対物レンズ駆動回路３４は、誤差信号生成回路３３で生成された誤差信号を基に、対物レンズ６を駆動する図示しないアクチュエータへ誤差信号に応じた電流を供給して対物レンズ６を駆動する。
【０１３６】
更に、ディスク７を除く光学系は図示しないポジショナによりディスク７の半径方向へ駆動され、ディスク７は図示しないスピンドルにより回転駆動される。これにより、フォーカス、トラック、ポジショナ及びスピンドルのサーボが行われる。
【０１３７】
変調回路２７から半導体レーザ駆動回路２９までのデータの記録に関わる回路、増幅回路３０から復調回路３２までのデータの再生に関わる回路、及び増幅回路３０から対物レンズ駆動回路３４までのサーボに関わる回路は、コントローラ２６により制御される。
【０１３８】
本実施形態は、ディスク７に対して記録及び再生を行う記録再生装置である。これに対し、本発明の光学式情報記録再生装置の実施形態としては、ディスク７に対して再生のみを行う再生専用装置も考えられる。この場合、半導体レーザ１ａは、半導体レーザ駆動回路２９により記録信号に基づいて駆動されるのではなく、出射光のパワーが一定の値になるように駆動される。
【０１３９】
本発明の光学式情報記録再生装置の他の実施形態としては、本発明の光ヘッド装置の第二乃至第八実施形態のいずれかに、コントローラ２６、変調回路２７、記録信号生成回路２８、半導体レーザ駆動回路２９、増幅回路３０、再生信号処理回路３１、復調回路３２、誤差信号生成回路３３、対物レンズ駆動回路３４を付加した形態も可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１４０】
【図１】本発明の光ヘッド装置の第一実施形態を示す図である。
【図２】本発明の光ヘッド装置の第一実施形態における回折光学素子の断面図である。
【図３】本発明の光ヘッド装置の第一実施形態における光検出器の受光部のパタンと光検出器上の光スポットの配置を示す図である。
【図４】本発明の光ヘッド装置の第二実施形態における回折光学素子の断面図である。
【図５】本発明の光ヘッド装置の第二実施形態における光検出器の受光部のパタンと光検出器上の光スポットの配置を示す図である。
【図６】本発明の光ヘッド装置の第三実施形態における回折光学素子の断面図である。
【図７】本発明の光ヘッド装置の第四実施形態における回折光学素子の断面図である。
【図８】本発明の光ヘッド装置の第三及び第四実施形態における光検出器の受光部のパタンと光検出器上の光スポットの配置を示す図である。
【図９】本発明の光ヘッド装置の第五実施形態を示す図である。
【図１０】本発明の光ヘッド装置の第五実施形態における倍率制御素子の断面図である。
【図１１】本発明の光ヘッド装置の第六実施形態における倍率制御素子の断面図（その１）である。
【図１２】本発明の光ヘッド装置の第六実施形態における倍率制御素子の断面図（その２）である。
【図１３】図１３［１］は本発明の光ヘッド装置の第七実施形態における回折光学素子の断面図である。図１３［２］は本発明の光ヘッド装置の第八実施形態における回折光学素子の断面図である。
【図１４】図１４［１］は本発明の光ヘッド装置の第五実施形態における開口制御素子の平面図である。図１４［２］は本発明の光ヘッド装置の第六実施形態における開口制御素子の平面図である。
【図１５】本発明の光学式情報記録再生装置の一実施形態を示す図である。
【図１６】従来の光ヘッド装置を示す図である。
【図１７】従来の光ヘッド装置における回折光学素子の断面図である。
【符号の説明】
【０１４１】
１ａ、１ｂ  半導体レーザ
２  コリメータレンズ
３ａ〜３ｆ  回折光学素子
４  偏光ビームスプリッタ
５  １／４波長板
６  対物レンズ
７  ディスク
８  円筒レンズ
９  レンズ
１０ａ〜１０ｃ  光検出器
１１ａ、１１ｂ  倍率制御素子
１２ａ、１２ｂ  倍率制御素子
１３ａ、１３ｂ  開口制御素子
１４ａ〜１４ｑ  波長板
１５ａ〜１５ｅ  回折格子
１６ａ〜１６ｃ  回折格子
１７ａ〜１７ｆ  回折レンズ
１８ａ〜１８ｅ  領域
１９ａ〜１９ｒ  光スポット
２０ａ〜２０ｌ  受光部
２１ａ〜２１ｌ  受光部
２２ａ〜２２ｌ  受光部
２３ａ〜２３ｌ  受光部
２４ａ〜２４ｌ  受光部
２５ａ〜２５ｌ  受光部
２６  コントローラ
２７  変調回路
２８  記録信号生成回路
２９  半導体レーザ駆動回路
３０  増幅回路
３１  再生信号処理回路
３２  復調回路
３３  誤差信号生成回路
３４  対物レンズ駆動回路
３５  回折光学素子
３６  ビームスプリッタ
３７ａ、３７ｂ  基板
３８ａ、３８ｂ  回折格子
３９  充填材
４０  接着剤
４１  波長板
【図１】
2005353225.tif 000003
【図２】
2005353225.tif 000004
【図３】
2005353225.tif 000005
【図４】
2005353225.tif 000006
【図５】
2005353225.tif 000007
【図６】
2005353225.tif 000008
【図７】
2005353225.tif 000009
【図８】
2005353225.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2005353225.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2005353225.tif 000014
【図１３】
2005353225.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2005353225.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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